(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムであって、
前記制御装置は、
予め設定されている運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、前記各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての前記設置されている各熱源機器の運転計画を生成・出力する最適化手段と、
外気条件の過去データと空調負荷需要の実績値から、外気条件の予測値と空調負荷需要の予測値とを求める予測手段と、
前記第１の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶すると共に、前記第２の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶するパラメータ一覧記憶手段と、
該パラメータ一覧記憶手段に記憶されている前記複数のパラメータ候補のなかから前記予測手段による前記外気条件の予測値に対応するパラメータ候補を選択することで、前記第１の一次式のパラメータと前記第２の一次式のパラメータとを決定するパラメータ選択手段とを備え、
前記最適化手段は、前記パラメータ選択手段で決定されたパラメータを適用した前記第１の一次式と前記第２の一次式と、前記空調負荷需要の予測値とを用いて、前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての前記各熱源機器の運転計画の生成を行うことを特徴とする空調システム。
【請求項２】
空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムであって、
前記制御装置は、
前記各熱源機器毎の任意の起動／停止と冷房能力との組み合わせに応じた総消費電力と総消費水量とにそれぞれ単価を乗じて得られる電力コストと水コストとの和としての総運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、前記各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、前記制約条件による制約に従って前記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての前記設置されている各熱源機器の運転計画を生成・出力する最適化手段、
を有することを特徴とする空調システム。
【請求項３】
前記最適化手段は、最初に前記雪冷房のみで前記予測手段で予測される空調負荷需要に対応可能か否かを判定する判定手段を有し、該判定手段において対応可能と判定された場合には、前記評価関数及び制約条件を用いることなく、雪冷房以外の熱源機器は全て停止とする運転計画を生成・出力することを特徴とする請求項１または２記載の空調システム。
【請求項４】
前記所定の評価関数及び制約条件として、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房のみでは不足する場合の不足分に対して前記冷却塔と前記外気冷房とを冷熱源として選択する場合に応じた第１の評価関数及び第１の制約条件が予め設定されており、
前記最適化手段は、前記判定手段において雪冷房のみでは前記予測手段で予測される空調負荷需要に対応できないと判定された場合には、不足分について前記冷却塔と前記外気冷房とで対応可能か否かを判定する第２の判定手段を更に有し、該第２の判定手段で対応可能と判定された場合には、前記第１の一次式と前記第２の一次式とを用いて前記第１の制約条件の基で前記第１の評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての前記冷却塔と前記外気冷房の運転計画の生成を行うことを特徴とする請求項３記載の空調システム。
【請求項５】
前記所定の評価関数及び制約条件として、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房と冷却塔と外気冷房とでは不足する場合の不足分に対して前記冷凍機を冷熱源として選択する場合に応じた第２の評価関数及び第２の制約条件とが予め設定されており、
前記第２の判定手段で対応不可と判定された場合には、前記第１の一次式と前記第２の一次式とを用いて前記第２の制約条件の基で前記第２の評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての前記冷凍機の運転計画の生成を行うことを特徴とする請求項４記載の空調システム。
【請求項６】
前記所定の評価関数及び制約条件として、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房のみでは不足する場合の不足分に対して前記冷却塔と前記外気冷房とを冷熱源として選択する場合に応じた第１の評価関数及び第１の制約条件と、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房のみでは不足する場合の不足分に対して前記冷凍機を冷熱源として選択する場合に応じた第３の評価関数及び第３の制約条件とが予め設定されており、
前記最適化手段は、前記判定手段において雪冷房のみでは前記予測手段で予測される空調負荷需要に対応できないと判定された場合には、不足分について前記冷却塔と前記外気冷房とで対応可能か否かを更に判定し、対応可能な場合には、前記第１の評価関数及び第１の制約条件の基で該第１の評価関数を最小化する問題を解いたときの該第１の評価関数の最小値と、前記第３の評価関数及び第３の制約条件の基で該第３の評価関数を最小化する問題を解いたときの該第３の評価関数の最小値とを比較して、値が小さい方の解を出力することを特徴とする請求項３記載の空調システム。
【請求項７】
前記所定の評価関数及び制約条件として、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房と冷却塔と外気冷房とでは不足する場合の不足分に対して前記冷凍機を冷熱源として選択する場合に応じた第２の評価関数及び第２の制約条件と、前記予測される空調負荷需要に対して前記雪冷房のみでは不足する場合の不足分に対して前記冷凍機を冷熱源として選択する場合に応じた第３の評価関数及び第３の制約条件とが予め設定されており、
前記最適化手段は、前記判定手段において雪冷房のみでは前記予測手段で予測される空調負荷需要に対応できないと判定された場合であって更に不足分について前記冷却塔と前記外気冷房とでは対応できないと判定された場合には、前記第２の評価関数及び第２の制約条件の基で該第２の評価関数を最小化する問題を解いたときの該第２の評価関数の最小値と、前記第３の評価関数及び第３の制約条件の基で該第３の評価関数を最小化する問題を解いたときの該第３の評価関数の最小値とを比較して、値が小さい方の解を出力することを特徴とする請求項３記載の空調システム。
【請求項８】
前記制約条件は、前記各熱源機器の冷房能力が、下限値と上限値との間の所定範囲内にあることであり、
前記制御装置は、予め、前記熱源機器毎に、前記外気条件の各値に応じた複数の下限値・上限値を記憶する上下限値一覧記憶手段を更に有し、
前記パラメータ選択手段は、更に、前記熱源機器毎に、前記上下限値一覧記憶手段に記憶されている複数の下限値・上限値のなかから、前記予測手段による前記外気条件の予測値に対応する下限値・上限値を選択することで、前記制約条件としての下限値・上限値を決定することを特徴とする請求項１記載の空調システム。
【請求項９】
前記各熱源機器の運転計画は、熱源機器毎の起動／停止と冷房能力であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の空調システム。
【請求項１０】
空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムにおける該制御装置であって、
予め設定されている運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、前記各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての前記設置されている各熱源機器の運転計画を生成・出力する最適化手段と、
外気条件の過去データと空調負荷需要の実績値から、外気条件の予測値と空調負荷需要の予測値とを求める予測手段と、
前記第１の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶すると共に、前記第２の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶するパラメータ一覧記憶手段と、
該パラメータ一覧記憶手段に記憶されている前記複数のパラメータ候補のなかから前記予測手段による前記外気条件の予測値に対応するパラメータ候補を選択することで、前記第１の一次式のパラメータと前記第２の一次式のパラメータとを決定するパラメータ選択手段とを備え、
前記最適化手段は、前記パラメータ選択手段で決定されたパラメータを適用した前記第１の一次式と前記第２の一次式とを用いて前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての前記各熱源機器の運転計画の生成を行うことを特徴とする空調システムの制御装置。
【請求項１１】
空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムにおける該制御装置であって、
前記各熱源機器毎の任意の起動／停止と冷房能力との組み合わせに応じた総消費電力と総消費水量とにそれぞれ単価を乗じて得られる電力コストと水コストとの和としての総運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、前記各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、前記制約条件による制約に従って前記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての前記設置されている各熱源機器の運転計画を生成・出力する最適化手段、
を有することを特徴とする空調システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムに係わり、特に熱源機器として冷凍機だけでなく自然エネルギーを活用する方式の空調システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空調システムに関して、例えば、特許文献１に開示されている従来技術が知られている。
特許文献１の従来技術は、１台以上の空調機と、空調機に冷水を供給する冷凍機と、冷凍機に冷却水を供給する冷却塔とを有する空調設備の制御に関する。特許文献１の発明では、設定された空調条件を満たす範囲内で、空調設備の省エネルギー量、運転コストまたは排出二酸化炭素量が最低になるように、少なくとも１台以上の空調機の送風温度、冷凍機の冷水温度、及び冷却塔からの冷却水温度の設定値を変更して最適化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５３１２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の発明においては、空調機の送風温度または流量、熱源機器の供給温度または流量の設定値を、シミュレータもしくは予め組み合わせを算出したデータテーブルを用いて、省エネルギー運転となるように決定する。
【０００５】
しかしながら、シミュレータに関しては、空調機および熱源機器の台数が増えた場合、最適化問題の決定変数が増えてしまい、最適化を求めるまでの時間が増大するという課題がある。一方、データテーブルで求める方法については、最適化問題を予め計算した結果をテーブル化しておくため、短時間で解を算出可能となるが、外気条件による熱源機器の能力変化や消費電力および消費水量の変化について考慮していないため、条件変化によるコストや能力を正確に計算できず、手法として問題がある。
【０００６】
ところで、近年、例えば雪冷房システムのような自然エネルギーを活用した方式の冷房システムが知られている。また、データセンタ／サーバルーム等に対する空調システムの場合、主にコンピュータ（ＣＰＵ）からの発熱に対する冷房を行うので、夏季に限らず１年中（冬季でも）冷房を行うことになる。この為、主に夏季以外（特に外気温度が低い冬季）において、外気を利用して（外気導入または外気と内気との熱交換により）室内温度を下げる外気冷房システムが知られている。
【０００７】
また、従来より、冷却塔もよく知られている。冷却塔は、上記特許文献１のように水冷の冷凍機に対して設けられる場合もあるが、例えば冷凍機の前段に設置して冷水を冷却することで（区別する為に冷却塔システムと呼ぶ）、冷凍機に流入する冷水の温度を下げ、以って冷凍機における冷水の冷却負荷を下げることで、省エネ効果が期待できる。また、雪冷房システムには、空気を直接的に冷却する方式や、冷水を冷却してこの冷水によって空気を冷却させる方式等が知られている。
【０００８】
この様に、空調システムにおける熱源機器としては、一般的な冷凍機（例えば、蒸気圧縮冷凍サイクルの蒸気圧縮冷凍機など）以外にも、雪冷房、冷却塔、外気冷房等を用いることも可能である。
【０００９】
上記外気冷房システムや冷却塔システムや雪冷房システム（何れも自然エネルギーを活用した方式と見做すものとする）は、ファンやポンプ等の駆動による電力消費があるものの、冷凍機と比較すれば消費電力が少ない場合が多い。しかしながら、その性能は外気温度等によって左右され、特に外気冷房システムは夏季においては殆ど機能しない場合も有り得る。また、自然エネルギーを活用した方式では、必ずしも設定温度まで下げることができるものではない。この為、自然エネルギーを活用した方式は、上記冷凍機等を用いる構成に対して追加する、補助的なものとして設置される場合が少なくない。
【００１０】
ここで、上記冷凍機システムに加えて、上記外気冷房システムや冷却塔システムや雪冷房システムを全て設置する空調システムを考える。基本的には、冷凍機システムをメインにして、外気冷房システムや冷却塔システムや雪冷房システムは補助的な役割を果たすものであるが、外気温度によっては冷凍機システムを動作させないで済む場合も有り得る。また、冷凍機を動作させるにしても、その冷却負荷を軽減することができる。
【００１１】
上記の通り、冷凍機システムは消費電力量等（運用コスト）が比較的大きいので、動作停止することによる省エネ効果（運用コスト低減効果）は大きい。
何れにしても、上記の様な空調システムにおいては、外気冷房、冷凍機、冷却塔、雪冷房機の４種類の熱源機器のうち何れか１種類以上を動作させることで、上記サーバルーム等の冷却に必要な冷熱量（冷房能力）を供給させるが、どの熱源機器を動作させるのかによって消費電力量等（運用コスト）が異なる。当然、運用コストは出来るだけ小さくなることが望まれる。
【００１２】
また、例えば、複数の外気冷房、複数台の冷凍機、複数台の冷却塔、複数台の雪冷房機から成る空調システムを構築することも考えられる。この場合、４種類の熱源機器のうちのどの種類（１種類以上）を用いるべきかを（どれを起動してどれを停止するかを）判別するだけでなく、複数台あるうちの何台を用いるべきか（起動すべきか）を判別する必要がある。勿論、この判別は、運用コストは出来るだけ小さくする為のものである。
【００１３】
一方、特許文献１では、上記のような複数種類の熱源機器が混在する空調システムは想定しておらず、この様な空調システムにおける各種熱源機器の適切な起動停止を制御することについては、何等想到されてはいない。
【００１４】
更に、上記のように、複数種類・複数台の熱源機器が混在する空調システムに関して、動作させる熱源機器の種類と台数を適切に決定する処理について、例えば特許文献１等のような最適化の手法を利用しようとした場合、以下の課題（１）、（２）を解決することが期待される。
【００１５】
（１）空調機や熱源機器の台数が増えた場合、最適化問題の決定変数が増えてしまい、最適解を求めるまでの時間が増大する。
（２）従来では、外気条件による熱源機器の能力変化や消費電力および消費水量の変化について考慮していないため、条件が変化した際の正確な運用コストの計算が出来ない。
【００１６】
本発明の課題は、複数種類の熱源機器が混在する空調システムにおいて、サーバ負荷状況や外気状態に応じて全体の運用コストが略最小となるように、望ましくは最小となるように、動作させる熱源機器の種類と台数を決定して各熱源機器の起動停止等を制御する空調システム、その制御装置、プログラム等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の空調システムは、空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムであって、前記制御装置は、予め設定されている運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、前記各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての前記設置されている各熱源機器の運転計画を生成・出力する最適化手段を有する。
【００１８】
例えば、前記評価関数を最小化する問題は、前記各熱源機器毎の任意の起動／停止と冷房能力との組み合わせに応じた総消費電力と総消費水量とにそれぞれ単価を乗じて得られる電力コストと水コストとの和としての総運用コストを、前記制約条件による制約に従って最小化するものである。
【００１９】
本発明の空調システムでは、熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置された空調システムに関して、総運用コストを最小にする為には、どの熱源機器を運転させてどの熱源機器を停止させるべきなのか、更に運転する熱源機器に関してはその冷房能力（冷却負荷）をどの程度にすべきなのかを（運転計画を）、最適化手段によって生成・出力できる。
【００２０】
例えば、雪冷房のみを運転する場合も有り得るし、雪冷房と冷凍機とを運転する場合も有り得るし、雪冷房と冷却塔と外気冷房とを運転する場合も有り得るし、雪冷房と冷却塔と外気冷房と冷凍機の全てを運転する場合も得る。また、全てを運転するとは限らず、例えば、冷凍機が３台あるものとし冷凍機を運転する場合に、３台のうちの１台のみまたは２台のみを運転する場合も有り得る。
【００２１】
また、上記空調システムにおいて、例えば、前記制御装置は、外気条件の過去データと空調負荷需要の実績値から、外気条件の予測値と空調負荷需要の予測値とを求める予測手段と、予め、前記第１の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶すると共に、前記第２の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶するパラメータ一覧記憶手段と、該パラメータ一覧記憶手段に記憶されている前記複数のパラメータ候補のなかから前記予測手段による前記外気条件の予測値に対応するパラメータ候補を選択することで、前記第１の一次式のパラメータと前記第２の一次式のパラメータとを決定するパラメータ選択手段とを更に有し、前記最適化手段は、該パラメータ選択手段で決定されたパラメータを適用した前記第１の一次式と前記第２の一次式と、上記空調負荷需要の予測値を用いて、前記制約条件の基で前記評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての前記各熱源機器の運転計画の生成を行うようにしてもよい。
【００２２】
上記消費電力や消費水量は、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式や、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式を用いて算出できるが、これらの一次式におけるパラメータの値は、外気条件（温度、湿度等）によって変化するものである。この為、予め、各外気条件（各温度と湿度）毎に対応するパラメータの値を設定しておき、そのときの外気条件（現在または予測される外気条件）に応じてパラメータ値を適用することで、より的確な解が得られるようになる。
【００２３】
また、上記空調システムにおいて、例えば、前記最適化手段は、最初に雪冷房のみで前記予測手段で予測される空調負荷需要に対応可能か否かを判定する判定手段を有し、該判定手段において対応可能と判定された場合には、前記評価関数及び制約条件を用いることなく、雪冷房以外の熱源機器は全て停止とする運転計画を生成・出力する。
【００２４】
雪冷房のみで対応可能な場合には、最適化問題を解く処理を行わずに済ませることで、解を求める為の処理負荷を軽減でき、解を得るまでの時間の短縮化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の空調システム、その制御装置、プログラム等によれば、複数種類の熱源機器が混在する空調システムにおいて、サーバ負荷状況や外気状態に応じて、動作させる熱源機器の種類と台数と冷房能力を決定して各熱源機器の起動停止と冷房能力を制御することで、全体の運用コストが略最小となるように制御できる。また、解を得るまでの時間の短縮化を図ることができる。また、外気条件による熱源機器の能力変化等を考慮した正確な運用コストの算出と各熱源機器の的確な起動停止と冷房能力の制御を行える。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本例の空調システム全体の概略構成図である。
【図２】空調システムの制御装置の機能ブロック図である。
【図３】（ａ）は空気線図であり、（ｂ）〜（ｄ）は各小領域毎のパラメータ設定を説明する為の図である。
【図４】最適化機能部の処理フローチャート図である。
【図５】運用コストの比較である。
【図６】パソコンのハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例の空調システム全体の概略構成図である。
尚、図示の例における空調システムでは、熱源機器としての後述する冷凍機システム３、外気冷房システム９、冷却塔システム５、雪冷房システム４の４種類の熱源機器が、１台ずつ設置されているが、この例に限らない。本手法の空調システムは、複数種類の熱源機器が混在する空調システムであり、熱源機器として冷凍機、冷却塔、外気冷房、雪冷房の４種類のうち何れか２種類以上がそれぞれ１台以上設置されているものである。従って、例えば、熱源機器は冷却塔と外気冷房の２種類のみであり、冷却塔は２台、外気冷房は１台であるケース等も有り得る。
【００２８】
図示の空調システムの空調（冷房）対象空間は、サーバ室１であり、一般的に多数のコンピュータ装置（サーバ装置）１ａ等が設置されている。サーバ装置等は、動作中は発熱量が多い発熱体となり、冬季であってもサーバ室１は冷房が必要な状態となる。
【００２９】
エアハンドリングユニット２は、サーバ室１からのリターン空気（暖気）を流入させ、これを水冷方式の（冷水が供給されている）熱交換器２ａによって冷却して冷気にして、この冷気をファン２ｂによってサーバ室１へ送出する。この冷気は、サーバ室１内の各サーバ装置を冷却することで上記暖気となる。尚、この空調方式は、例えば全体空調方式を例にするが、この例に限らない。
【００３０】
上記熱交換器２ａ（コイル）への冷水供給に係る熱源機器には、従来の一般的な冷凍機システム３の他に、外気冷房システム９、冷却塔システム５、雪冷房システム４等の自然エネルギーを活用した方式の熱源機器を用いる。尚、ここでは、熱源機器は、基本的には冷水を冷却する（冷水から放熱させる）構成を意味し、例えば冷凍機システム３は、例えば、蒸気圧縮式冷凍サイクルの冷凍機における凝縮器に相当する部分を意味する。但し、外気冷房システム９だけは、冷水を冷却するのではなく、サーバ室１からのリターン空気（暖気）を上記熱交換器２ａの前段（空気の流れの上流側）で冷却する為の熱源機器である。
【００３１】
上記熱交換器２ａと各種熱源機器（但し、外気冷房は除く）には図示の配管７が接続しており、配管７内には冷水が循環している。また、配管７の途中には図示のような各ヘッダ８（ヘッダー配管）が設けられているが、ここではヘッダ８も配管７の一部として扱い、特に区別しないものとする。配管７上には共有戻りポンプ６ａ、共有送りポンプ６ｂや、冷水ポンプ３ｃ、雪冷房２次側ポンプ４ｄ、冷却水ポンプ５ｂ等が設けられており、これらのポンプによって冷水が配管７内を循環する。
【００３２】
尚、配管７として図示のバイパス管７’も設けられている。バイパス管７’上には開閉弁が設けられており、冷却塔システム５を起動しない場合には開閉弁を開くことで冷水がバイパス管７’を通過するように（冷却塔システム５を通過しないように）構成する。
【００３３】
上記冷凍機システム３、冷却塔システム５、雪冷房システム４の各熱源機器は、配管７上に設けられており、配管７内を循環する冷水は、これらの熱源機器によって冷却されて上記熱交換器２ａに供給される。熱交換器２ａにおいて上記リターン空気（暖気）を冷却することで温度上昇した冷水は、配管７を介して上記熱源機器に戻される。但し、本手法では、全ての熱源機器を動作させるとは限らない。環境に応じて、例えば雪冷房システム４のみを動作させる場合も有り得る。
【００３４】
上記各熱源機器について更に説明する。
まず、上記冷凍機システム３は、図１の例では水冷方式冷凍機３ａ、冷却塔３ｂ、水冷ポンプ３ｃ等を有する。動作状態においては、水冷方式冷凍機３ａ内においては、上記配管７内を循環する冷水と、冷却塔３ｂから供給される冷却水との熱交換が行われ、冷却水によって冷水を冷却する。
【００３５】
尚、上記冷凍機システム３は、所謂冷凍サイクルにおける室外熱交換器（凝縮器等と呼ばれるものもある）に相当するが、上記の通り水冷方式となっている。雪冷房システム４や冷却塔システム５や外気冷房システム９が、特に夏季等の外気温度が高い状況下では（あるいは雪が融けてしまうと）機能低下する（あるいは殆ど機能しなくなる）のに対して、冷凍機システム３は機能するが、運用コストが高くなる。後述するように、本手法を適用した場合でも、夏季等には運用コストが従来と略同様となるかもしれないが、他の季節においては運用コスト低減効果が得られ、１年間トータルでは大きな運用コスト低減効果が得られる。
【００３６】
また、上記雪冷房システム４は、雪冷房機４ａ、雪冷房１次側ポンプ４ｂ、熱交換機４ｃ、雪冷房２次側ポンプ４ｄを有する。雪冷房１次側ポンプ４ｂによって、雪冷房機４ａと熱交換機４ｃとに冷却水を循環させる。雪冷房機４ａは、雪によって冷却水を冷却する。配管７にも接続している上記熱交換機４ｃ内では、上記配管７内を循環する冷水と上記冷却水との熱交換が行われ、冷却水によって冷水を冷却する。
【００３７】
尚、雪冷房システム４としては、よく知られているものとしては、冬季間に降積った雪を貯雪庫に保存しておき、この雪を主に夏季等に冷房に利用するものであるが、上記の通りデータセンタ等では一年中冷房が必要となるので、貯蔵した雪が完全に融けて無くならない限りは、いつでも冷房に利用できることになる。
【００３８】
また、よく知られているように、雪冷房システムには、空気と雪とを熱交換する全空気循環式と、水を用いる冷水循環式とがあるが、本例では上記のように冷水循環式である。尚、冷水循環式の場合、上記雪冷房機４ａにおいて雪によって冷却水を冷却する方法としては、例えば冷却水を雪山に散布して、冷やされた冷却水（雪が融けて成る水も含まれる）を、雪山の下に設けられる貯水槽に流入させる方法が知られている。この場合、貯水槽の冷却水を上記雪冷房１次側ポンプ４ｂによって上記熱交換機４ｃに供給するものである。
【００３９】
尚、上記のことから、雪冷房システム４における消費水量は、無いものと見做すことができる。また、雪冷房システムにおける消費電力は、主に雪冷房１次側ポンプ４ｂと雪冷房２次側ポンプ４ｄとによるものとなる。
【００４０】
また、冷却塔（クーリングタワー）システム５は、図示の例では密閉式冷却塔５ａ、冷却水ポンプ５ｂを有する。密閉式冷却塔５ａは配管７に接続しており、その内部を上記冷水が通過する。密閉式冷却塔５ａの構成は、よく知られているので特に図示しないが、その内部の不図示の熱交換器を通過する上記冷水を、図示の散布水ポンプ５ａ−１等によって上方へと汲み上げられて散布される水によって冷却する。
【００４１】
尚、よく知られているように、冷却塔（クーリングタワー）は水が蒸発する際に周囲から熱を奪うという自然法則を利用するものであり、冷却塔システムにおける消費水量は、主に蒸発する水の量であるが、これだけではなく、飛散水量（塔外に飛散する水の量）等も含まれる。また、冷却塔システム５における消費電力は、主に冷却水ポンプ５ｂや散布水ポンプ５ａ−１や不図示のファン等によるものとなる。
【００４２】
尚、上記冷却塔３ｂは、上記密閉式冷却塔５ａと略同様の構成であってもよい（但し、最大冷却能力は異なるかもしれない。すなわち、冷却塔３ｂの最大冷却能力は、上記密閉式冷却塔５ａの最大冷却能力よりも高いかもしれない。）
また、上記外気冷房システム９は、上記サーバ室１からのリターン空気（暖気；リターン）の一部を建物外に排気する排気ファン９ｂ、建物外の空気（外気）をエアハンドリングユニット２に取り入れる為の給気ファン９ａ等を有する。尚、ここでは、エアハンドリングユニット２の前段に設けられている加湿器９ｃも、外気冷房システム９に含まれるものとして扱う。尚、前段、後段とは空気の流れに応じたものとする。つまり、空気の流れの上流側が前段、下流側が後段となる。
【００４３】
上記のように、リターン空気（暖気；リターン）の一部を建物外に排出すると共に外気を吸気して混合させることで混合空気が形成されて、この混合空気が上記熱交換器２ａに流入して上記冷水との熱交換が行われて冷却されることになる。この混合空気の温度は、外気の温度がリターン空気の温度よりも低い場合には、リターン空気の温度よりも低いものとなる。従って、この場合には、熱交換器２ａの冷却負荷が軽減されることになる。
【００４４】
外気冷房システム９の消費電力は、主に給気ファン９と排気ファン９ｂとによるものとなる。また、外気冷房システムの消費水量は、主に加湿器９ｃによって空気に供給されるものとなる。
【００４５】
以上、各熱源機器について簡単に説明した。尚、これら各熱源機器は、既存の一般的な構成であり、従ってこれ以上詳細には説明しない。
また、図１には示していないが、本例の空調システムには後述する図２に示すＰＣ（パソコン）１０や下位コントローラ３０も含まれる。下位コントローラ３０と図１に示す上記各熱源機器（そのポンプ、ファン等）とは、不図示の制御線によって接続されており、下位コントローラ３０はこの制御線を介して各熱源機器を制御する。下位コントローラ３０は、不図示の記憶装置（メモリ）等を有しており、このメモリには各熱源機器の運転計画（未来の各時間帯毎の起動／停止スケジュールや冷房能力Ｑ）が格納されている。下位コントローラ３０は、この運転計画に従って各熱源機器を制御するが、これについては既存技術であるので、ここでは特に説明しない。
【００４６】
上記運転計画は、ＰＣ（パソコン）１０において後述する各種機能によって自動的に生成されて、下位コントローラ３０にダウンロードされる。
本手法の特徴は、主に、例えば図１に示すような複数種類の熱源機器が混在する空調システムにおける、ＰＣ（パソコン）１０による各種熱源機器の運転計画の自動作成機能にある。
【００４７】
尚、パソコン（ＰＣ）１０と下位コントローラ３０とをまとめて制御装置と呼ぶ場合もある。
ここで、上述したように外気条件によって上記各熱源機器の最大能力や消費電力および消費水量が変化するが、本空調システムでは上記図２のパソコン１０等が、この様な変化に対応した的確な運転計画を生成できる。図２のパソコン１０は、例えば、外気条件と空調負荷の実績値に基づいて、未来の各時間帯毎の外気条件と空調負荷の予測値を求める。そして、これら予測値に応じた後述するパラメータ等を、予め設定されているパラメータ一覧等から選択して、選択したパラメータなどを用いて運用コスト（総消費電力、総消費水量にそれぞれ単価を乗じたものの和）が最小となる熱源機器の運転計画を計算する。そして、この計算結果に応じて上記図２の下位コントローラ３０に上記各熱源機器の制御を行わせる。
【００４８】
図２を参照して、上記パソコン（ＰＣ）１０の機能について説明する。
図２は、上記空調システム（その熱源機器）の制御装置の一部であるパソコン（ＰＣ）１０の機能ブロック図である。尚、パソコン（ＰＣ）１０は、熱源機器運転計画作成装置と見做してもよい。
【００４９】
パソコン（ＰＣ）１０は、定式化機能部１１、予測機能部１２、パラメータ選択機能部１３、最適化機能部１４、下位コントローラ通信機能部１５の各種機能部を有する。
パソコン（ＰＣ）１０のハードウェエア構成は、例えば汎用のコンピュータの一般的な構成であってよく、ＣＰＵ、メモリ、ハードディスク等の記憶部、通信機能部、キーボード／マウス等の入力部、ディスプレイ等の表示部などを有する。ハードディスク等の記憶部には、予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、ＣＰＵがこのアプリケーションプログラムを読出し・実行することにより、上記定式化機能部１１、予測機能部１２、パラメータ選択機能部１３、最適化機能部１４、下位コントローラ通信機能部１５、管理機能部１６等の各種機能部が実現される。
【００５０】
尚、パソコン（ＰＣ）１０と下位コントローラ３０とをまとめて制御装置と呼ぶ場合もある。
また、不図示の画面表示制御部によって、上記ディスプレイ等には、図示の機器設定画面１７ａ、設定画面１７ｂ、表示画面１７ｃ等の各種画面が表示される。ユーザは、上記キーボード／マウス等を操作することで、これら画面上で所望の指示等を入力することができる。
【００５１】
尚、上記各種機能部を、図示のように支援系（オフライン）と実行系（オンライン）とに区分するようにしてもよい。支援系（オフライン）の機能は、予め実行しておく機能であり、本例では定式化機能部１１のみである。実行系（オンライン）の機能は、運用中に、過去から現在までのサーバ負荷や気象データを取得して、これらのデータに基づいて主に上記熱源機器の運転計画作成等を行うものである。実行系（オンライン）の機能は、予測機能部１２、パラメータ選択機能部１３、最適化機能部１４、下位コントローラ通信機能部１５等である。尚、各機能のＩ／Ｆ（インターフェース）は、例えばＣＳＶファイルの入出力等である。
【００５２】
尚、管理機能部１６は、不図示の管理画面を表示してＰＬＣ等の下位コントローラ３０の通信（ＳＸ通信等）に関する設定を行わせる下位コントローラ設定機能や、データ管理機能、パラメータ設定・管理機能を有する。これらの機能は、既存機能であるし本手法には特に関係ないのでこれ以上は説明しない。
【００５３】
定式化機能部１１は、上記ディスプレイ等に機器設定画面１６ａを表示して、例えばユーザ等に任意の所定情報（例えば、機器モデル（機種など））や機器構成、台数等）を入力させる。
【００５４】
ここで、特に図示しないが、各熱源機器毎に、その熱源機器に関する情報（熱源機器情報というものとする）が予め記憶されている。熱源機器は、大別すると上記のように、冷凍機、外気冷房、冷却塔、雪冷房の４種類があるが、それぞれに複数の機種が存在するものとする。例えば冷却塔を例にすると、例えば機種１と機種２の２種類があるものとすると、各機種毎にそれぞれ冷却能力（最大能力）や負荷に応じた消費電力／消費水量が異なることになり、よって後述する各パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄや上下限値ｆ，ｇも、機種１、機種２それぞれについて決定することになる。また、例えば雪冷房に関しては、上記熱源機器情報として、例えば雪冷房の利用可能熱量、ロス熱量loss、冷房能力等が記憶されているものとする。
【００５５】
上記機器設定画面１６ａ上で、ユーザは、上記熱源機器について、例えば、所望の種類、機種、台数を選択するとともに、これらの配置を任意に行う（例えば図１に示すような配置を行う）。尚、図１では、上記冷凍機、外気冷房、冷却塔、雪冷房の４種類の全てを選択すると共に、各種類毎に任意の機種を１台のみ選択し、例えば図示のように配置したものと見做せる。定式化機能部１１は、選択された熱源機器と台数を示す情報を、例えばＣＳＶファイルに格納して所定の記憶領域に記憶する。
【００５６】
また、定式化機能部１１は、例えば上記のように予め記憶されている各熱源機器の熱源機器情報のなかから、上記ユーザによって選択された熱源機器の熱源機器情報の全部または一部（例えば雪冷房の場合、上記利用可能熱量、ロス熱量loss、最大冷房能力等）を取得して、これを例えばＣＳＶファイル構成として所定の記憶領域に記憶する。雪冷房に関しては、更に、選択された各雪冷房毎に、その雪冷房の起動停止計画（後述するiステップ先の雪冷房の起動停止変数δs(i)）を、ユーザに任意に設定させて、この設定内容も上記ＣＳＶファイルに格納する。
【００５７】
上記ＣＳＶファイルは、例えば後の最適化機能部１４の処理の際に用いられる。
また、定式化機能部１１は、上記所定情報や熱源機器情報等に基づいて消費電力パラメータ、消費水量パラメータの一覧表を生成して記憶部に記憶する（定式化機能部１１で、物理パラメータ（熱源機器の冷却能力や設定温度、流量、外気温湿度など）を設定すると、冷房能力に対する消費電力、消費水量の関係を一次式に近似する）。
【００５８】
これは、例えばユーザによる上記画面上での設定に加えて更に所定の物理パラメータ（熱源機器の冷却能力や効率、設定温度、流量、外気温度、湿度等など）を設定すると、既存機能（狭義にはこの機能を定式化機能と呼ぶ）によって、各熱源機器毎に、冷房能力に対する消費電力、消費水量の関係を一次式に近似したものが生成されるので、これを各温度、湿度毎に（例えば後述する小領域の代表点毎に）生成して、結果を消費電力パラメータ一覧、消費水量パラメータ一覧として出力する。
【００５９】
但し、この例に限らず、上記消費電力パラメータ一覧、消費水量パラメータ一覧や後述する上下限値一覧などは、後述する小領域毎にユーザが任意の値を設定することで作成するものであってもよい。この場合には、定式化機能部１１は、例えば、ユーザに任意の設定値を入力させる為の画面（不図示）を表示して、設定内容を例えば上記ＣＳＶファイルに格納する処理を行うものとなる。
【００６０】
上記消費電力パラメータ、消費水量パラメータや上下限値の一覧表の生成について、図３（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。
ここで、まず、負荷（冷却能力）Ｑに応じた消費電力Ｅは、以下の（１）式により表される。
【００６１】
Ｅ  ＝  ａＱ＋ｂ  ・・・（１）式
尚、ａ，ｂは、上記（１）式すなわち消費水量に関する一次近似式のパラメータ（ａは傾き、ｂは切片）である。但し、既に述べた通り、熱源機器の冷却能力や消費電力や消費水量は、外気条件等によって変化するものである。これは、例えば、熱源機器の冷却能力Ｑが仮に一定であっても、それに応じた消費電力は、外気条件（温度、湿度等）が変われば変化するものである。つまり、上記（１）式のパラメータａ，ｂの値は、外気条件（温度、湿度等）によって変わるものである。これは、後述する消費水量Ｗに係るパラメータｃ，ｄや冷却能力Ｑの上下限値ｆ，ｇ等に関しても同様である。
【００６２】
ここで、図３（ａ）に示す空気線図は、縦軸が湿度（絶対湿度）、横軸が温度（乾球温度）となっており、図示のように一般的な飽和線を示している。そして、所定の温度範囲（図示のＴmin〜Ｔmax）、所定の湿度範囲（図示のＸmin〜Ｘmax）により規定される領域（外気条件範囲）を、図示のように複数の小領域に分割する。図示の例では、温度、湿度とも４分割することで１６の小領域に分割している。
【００６３】
そして、各小領域に代表点（中心点など）を示しているが、図示のように丸と菱形の２種類がある。これは、図示の飽和線の左側の領域は、湿度が１００％を越えることを意味しており実際には存在しないので、図示の通り菱形の代表点で示す小領域は、実際には存在しない外気条件を意味している。これより、上記パラメータａ，ｂの設定対象は、図示の代表点が丸印である小領域ということになる。
【００６４】
そして、例えば図３（ｂ）に示すように、代表点が丸である小領域毎に上記パラメータａ，ｂの値を設定している。尚、図では全ての小領域に対して同じパラメータａ、ｂを設定しているように見えるが、実際には任意の小領域に対しては例えばパラメータａ１，ｂ１を設定し、他の任意の小領域に対しては例えばパラメータａ２、ｂ２を設定する等というように、基本的にはパラメータａ、ｂの値は、小領域毎に異なるものとなる。これが上記消費電力パラメータの一覧表に相当する。
【００６５】
尚、図３（ｂ）の図上左側には、上記（１）式に相当する一次式（負荷と消費電力との関係を示す近似式）に相当するグラフ（各直線）を示してある。例えば、シミュレータ等で各熱源機器毎に様々な外気条件の基で負荷と消費電力との関係を求めて、これらを図３（ｂ）の図上左側に示す黒丸のようにプロットすることで、図示のようにこれら複数の黒丸に基づいて直線を引くことで、上記（１）式に相当する一次式（そのパラメータａ，ｂ）を求めること等も可能である。何れにしてもパラメータ生成自体は既存技術で実現できるので、ここではこれ以上は説明しない。
【００６６】
そして、任意の小領域のパラメータａ，ｂが、後述する（式６）に適用されることになるが、基本的には温度が高いほど、冷房能力の割には消費電力が高くなる傾向になる（つまり、温度が高いと性能が落ちる）。この様に、外気条件（温度、湿度）によって性能が変わる為、上記のように小領域毎に略適切なパラメータを設定しておき、後に運用中には、そのときの外気条件に応じたパラメータを選択して後述する（式６）に適用することで、正確な消費電力算出（以って運用コスト算出）を実現できる。これより、的確な運転計画の生成も実現できるようになる。
【００６７】
また、この様に予めパラメータ一覧を求めて記憶しておくことで、運用中に逐一計算しなくて済むので、運用中における熱源機器の起動停止問題を解く為の処理負荷を軽減できる（処理時間が短くて済む）。
【００６８】
そして、後述するようにパラメータ選択機能部１３において、気象予測データ等が示す温度、湿度に該当する小領域から、当該小領域に対して設定されているパラメータａ，ｂの値を取得することになる。そして、取得したパラメータａ，ｂの値を上記（１）式に代入したうえで、熱源機器の起動停止問題を解く処理を行うことになる。これについては詳しくは後述する。
【００６９】
上記（１）式に示すように、熱源機器の消費電力は、熱源機器の負荷（冷房能力）Ｑの一次関数に近似することができ、この一次関数のパラメータ（傾きａと切片ｂ）を上記各外気条件（各小領域）毎に設定した。これは、消費水量についても略同様である。すなわち、例えば図３（ｃ）に示すように、消費水量も消費電力と略同様に熱源機器の負荷（冷房能力）Ｑの一次関数に近似することができ、熱源機器の負荷（冷却能力）Ｑに応じた消費水量Ｗは、例えば以下の（１）’により求められる。
【００７０】
Ｗ  ＝  ｃＱ＋ｄ  ・・・（１）’式
尚、ｃ，ｄは、上記（１）’式すなわち熱源機器の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（ｃは傾き、ｄは切片）である。
【００７１】
上記消費水量Ｗに係る一次関数のパラメータ（傾きｃと切片ｄ）についても、上記消費電力Ｅのパラメータａ、ｂの場合と同様に、各熱源機器（その機種等）毎に、更に上記各外気条件毎（各小領域毎；各温度・湿度毎）に、設定するものである（例えば図３（ｃ）に示すように設定する）。このように、各熱源機器（その機種等）毎に、その熱源機器に係る上記消費水量Ｗ算出の為のパラメータは、１つではなく、図３（ａ）で説明した各小領域（但し、代表点が丸印のもの）毎に設定するものであり、これが上記消費水量パラメータの一覧表に相当する。
【００７２】
尚、図３（ｃ）では全ての小領域に対して同じパラメータｃ、ｄを設定しているように見えるが、実際には任意の小領域に対しては例えばパラメータｃ１，ｄ１を設定し、他の任意の小領域に対しては例えばパラメータｃ２、ｄ２を設定する等というように、基本的にはパラメータｃ、ｄの値は、各小領域毎に異なるものとなる。
【００７３】
更に、各熱源機器の冷却能力Ｑには、当然、上限値（最大能力）が存在するが、この上限値も上記消費電力、消費水量等の場合と同様に、外気条件（温度、湿度）によって変動する。また、各熱源機器は、運転するにはある程度以上の冷却能力Ｑで運転しなければならない場合もあり、つまり各熱源機器の冷却能力Ｑには下限値も存在する場合もある（尚、下限値が‘０’である熱源機器もあってよい）。そして、この下限値も外気条件（温度、湿度）によって変動する。
【００７４】
上記のように、各熱源機器の冷却能力Ｑは、下限値≦Ｑ≦上限値の範囲内の任意の値となるが、これら下限値、上限値自体が、外気条件（温度、湿度）によって変動する。
この為、定式化機能部１１においては、上記上限値、下限値に関しても、上記パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ等と同様に、例えば図３（ｄ）に示すように、上記各小領域毎に、下限値ｇ、上限値ｆを設定して成る上下限値一覧表を作成して上記ＣＳＶファイルとして格納しておく。これも、上記パラメータａ，ｂ等と同様に、自動作成してもよいし、ユーザに任意の値を設定させてもよい。
【００７５】
尚、図３（ｄ）では全ての小領域に対して同じ下限値ｇ、上限値ｆを設定しているように見えるが、実際には任意の小領域に対しては例えば下限値ｇ１、上限値ｆ１を設定し、他の任意の小領域に対しては例えば下限値ｇ２、上限値ｆ２を設定する等というように、基本的には下限値ｇ、上限値ｆの値は、各小領域毎に異なるものとなる。尚、下限値ｇ、上限値ｆも、パラメータの一種として扱ってもよい。
【００７６】
尚、上記各種一覧表は、各熱源機器毎に対応して作成される。例えば、後述する「１台目〜Ｎ台目までのＮ台の各外気冷房」に対応して、これら各外気冷房毎に上記消費電力パラメータ一覧表、消費水量パラメータ一覧表、上下限値一覧表が作成される。同様に、例えば、後述する「１台目〜Ｎ台目までのＮ台の各冷却塔」に対応して、これら各冷却塔毎に上記消費電力パラメータ一覧表、消費水量パラメータ一覧表、上下限値一覧表が作成される。他の熱源機器に関しても同様にして上記消費電力パラメータ一覧表、消費水量パラメータ一覧表、上下限値一覧表の３種類の一覧表が作成される。
【００７７】
そして、後述するパラメータ選択機能部１３では、各熱源機器毎に、その熱源機器に対応する上記３種類の一覧表からそれぞれ、そのときの外気条件（温度、湿度）に応じたパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを選択・取得することになり、これらが、後述するＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊、Ｇ＊＊、Ｆ＊＊となる。
【００７８】
尚、予め記憶されている情報としては、他にも例えば電気料金単価[円/kW]、水道料金単価[円/m3]等がある（これも、例えば上記ＣＳＶファイルに格納されている）。尚、特に詳しくは説明しないが、基本的に、後述する図４の処理で必要となるデータは、全て、予めＣＳＶファイルに格納されているものとする。
【００７９】
以上、定式化機能部１１について説明した。
続いて、予測機能部１２について説明する。
予測機能部１２は、サーバ負荷と気象に関する実績値（過去から現在までのデータ）を入力し、サーバ負荷と気象に関する予測結果を出力する。当該予測機能部１２の機能は、例えば参考文献（特開２００４−９４４３７号公報）に記載の公知の手法を用いればよく、ここでは詳細には説明しない。尚、気象に関する予測結果とは、例えば温度と湿度の予測結果である。例えば未来のｉステップ先（ｉ＝１，２、・・・ｋ；ｋは任意の整数）のステップ毎のサーバ負荷の予測値や温度と湿度の予測値等が得られることになる。また、尚、サーバ負荷は、サーバ１ａの消費電力等であってもよいし、全てのサーバ１ａの消費電力等に基づいて得られるサーバ室１全体の空調負荷であってもよい。尚、ｉステップ先とは、例えばｉ時間後を意味する。
【００８０】
パラメータ選択機能部１３は、予測機能部１２による上記サーバ負荷と気象に関する予測結果に基づいて、上記のように予め生成・記憶されていた上記消費電力パラメータの一覧、消費水量パラメータの一覧、上下限値の一覧表から、該当するパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを選択・取得する。これは、上記空調システムを構成する熱源機器毎に、上記ｉステップ先（ｉ＝１，２、・・・ｋ；ｋは任意の整数）毎に、そのステップｉの温度と湿度の予測値に応じて、該当するパラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを選択・取得する。これは、例えば、上記図３で説明した複数の小領域のなかで上記予測された温度、湿度に該当する小領域を求め、この小領域に対して設定されている上記パラメータａ、ｂ、パラメータｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを取得することになり、これらが後述するＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊、Ｇ＊＊、Ｆ＊＊となる。
【００８１】
パラメータ選択機能部１３の処理は、以上のパラメータａ、ｂ、パラメータｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを選択・取得する処理だけであってもよいが、更に以下に説明するように評価関数、制約条件を生成する処理まで行うようにしてもよい（変形例）。但し、この例に限らず、評価関数、制約条件の生成は、最適化機能部１４が実行してもよい。
【００８２】
上記変形例におけるパラメータ選択機能部１３の処理は、上記パラメータａ、ｂ、ｃ、ｄ、上下限値ｇ、ｆを選択・取得したら、続いて、熱源機器毎に（更に各ステップｉ毎に）、当該取得した各パラメータを上記（１）式、（１）’式に適用する。これによって、熱源機器毎の（更に各ステップｉ毎の）消費電力Ｅ、消費水量Ｗの算出式が決定される。
【００８３】
ここで、変形例のパラメータ選択機能部１３は、例えば予め後述する（式５）、（式６）、（式７）、（式８）、（式１０）等を記憶している。そして、例えば、（式５）、（式６）に対して上記取得したパラメータａ、ｂ、パラメータｃ、ｄを適用することで、上記各熱源機器毎の消費電力Ｅ、消費水量Ｗの算出式が決定される（換言すれば、予め（式５）、（式６）、（式７）の雛形を用意しておき、パラメータを適用することで（式５）、（式６）、（式７）を完成させる）。
【００８４】
そして、例えば（式５）を例にすると、後述する（式５）の評価関数における各消費電力EOA１(i)〜EOAN(i)、ECT１(i)〜ECTN(i)に、上記取得したパラメータａ、ｂを適用した（１式）を代入する。同様に、（式５）の評価関数における各消費水量WOA１(i)〜WOAN(i)、WCT１(i)〜WCTN(i)に、上記取得したパラメータｃ、ｄを適用した（１式）’を代入する。
【００８５】
これによって、後述する（式５）における評価関数Ｊ１の変数は、熱源機器毎の（更にステップｉ毎の）冷房能力Ｑ（ｉ）と起動停止変数δ（ｉ）となり、評価関数Ｊ１を最小にする冷房能力Ｑ（ｉ）と起動停止変数δ（ｉ）とが解として求まることになる。これは、後述する他の評価関数Ｊ２，Ｊ３に関しても同様である。
【００８６】
ここで、熱源機器は、ここでは冷熱源機器を意味する。また、熱源機器が供給する熱量は冷熱量を意味する。また、熱源機器の冷房能力Ｑ（ｋｗ）とは、その熱源機器が処理する負荷（冷却負荷；冷却水の冷却に掛かる負荷）に応じた冷却能力を意味するものとする。冷房能力（冷却能力）Ｑは、その熱源機器の最大能力を意味するものではなく、図３（ｄ）等に示す上限値“ｆ”が、その熱源機器の最大冷却能力を意味する。尚、負荷と冷却能力とを同義と見做してもよい。熱源機器の冷房能力Ｑ（ｋｗ）は、図３（ｄ）等に示す下限値“ｇ”と上限値（最大冷却能力）“ｆ”との間の任意の値となるが、上記評価関数Ｊ１を最小にする冷房能力Ｑの値が、上記解として求められることになる。
【００８７】
更に、制約条件（後述する（式５）中のs.t.）は、予め記憶されている雛形に対して、上記選択・取得した下限値ｇ、上限値ｆを適用した後、最適化機能部１４へ出力する。例えば、後述する（式５）中のs.t.におけるＧOA１(i)とＦOA１(i)（iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力の下限値と上限値）には、それぞれ、１台目の外気冷房に関してiステップ先の外気条件（温度、湿度）に応じた下限値ｇ、上限値ｆを取得して代入することになる。
【００８８】
この様に、変形例としては、パラメータ選択機能部１３は、単に外気条件に応じたパラメータを選択するだけでなく、選択したパラメータを用いて評価関数を生成して制約条件と共に最適化機能部１４へ出力する。但し、この例に限らず、既に述べたように、上記選択・取得したパラメータａ、ｂ、パラメータｃ、ｄ、下限値ｇ、上限値ｆを、そのまま、最適化機能部１４へ出力するようにしてもよい。尚、この場合には、後述する（式１）〜（式１０）や判別式ａ，ｂ，ｃ，ｄは、全て最適化機能部１４側で保持しておき、上述した（式６）、（式７）とパラメータａ、ｂ、パラメータｃ、ｄを用いた上記各熱源機器毎の消費電力Ｅ、消費水量Ｗの算出式の作成や、下限値ｇ、上限値ｆを用いた制約条件の作成等は、最適化機能部１４で実行することになる。
【００８９】
最適化機能部１４は、パラメータ選択機能部１３の出力（例えば上記評価関数と制約条件：あるいは上記選択・取得したパラメータ）を入力して、これらの入力データと予め記憶されている各データや各式（後述する（式１）〜（式１０）、判別式ａ、ｂ、ｃ、ｄ等）を用いて、各熱源機器の運転計画（未来の時間帯毎の起動／停止スケジュールや冷房能力Ｑ）を演算・出力する。最適化機能部１４の処理については、後にフローチャート図を参照して詳しく説明する。尚、予め記憶されている各データとは、例えば上記ＣＳＶファイルとして記憶された、各種熱源機器に関するデータ（例えば雪冷房の場合、上記利用可能熱量、ロス熱量loss、最大冷房能力等）である。
【００９０】
下位コントローラ通信機能部１５は、最適化機能部１４の演算結果を入力として、この演算結果の値をＩＮＴ型またはＢＯＯＬ型に変換して、下位コントローラ３０の指定されたアドレスに書き込む。
【００９１】
尚、上記実行系（オンライン）では図２に示す設定画面１６ｂと表示画面１７ｃを用意し、設定画面１６ｂにおいては最適化計算の実行・停止をユーザが指示でき、表示画面１７ｃでは運転状態を表示する。運転状態は、例えば下位コントローラ通信機能部１５が管理して表示させる。例えば、図示のように正常／異常状態を示す「正常運転中」、現在の運転モードを示す「外気冷房モード」等が表示される。
【００９２】
また、尚、管理機能部１６は、例えば、定周期管理を行い、定周期にて上記熱源機器の起動停止などの運転計画を算出させる。これは、パラメータ選択機能部１３と予測機能部１２（気象予測機能、負荷予測機能）と最適化機能部１４によって上述した演算を実行させ、その結果を下位コントローラ通信機能部１５によって下位コントローラ３０の指定したアドレスに値を書き込ませるものである。
【００９３】
また、尚、上記機器設定画面１６ａ上での任意の所定情報（例えば、機器モデルや機器構成等）の設定に関して、機器構成の設定は、例えばユーザに任意の基本フロー構造を定義させ、更に各熱源機器の有無と台数を選択させ、フローパターンを複数定義させるものである。また、機器モデルの設定に関しては、冷凍機、外気冷房、雪冷房、冷却塔の各種熱源機器の機器特性を設定可能である。
【００９４】
ここで、上記定式化機能部１１の機能は、最適化機能部１４が演算できるような標準系の評価関数と制約条件を定めるものと言うこともできる。これは、換言すれば、定式化機能部１１は、上記機器設定画面１６ａ上で定めた熱源機器モデルを用いて、複数の外気条件における熱源機器の消費電力および消費水量を計算し、各熱源機器の定式化に必要なパラメータ（上記パラメータａ、ｂ等）を、予めテーブルデータとして作成・記憶しておくものと言える。
【００９５】
また、上述したパラメータ選択機能部１３の機能は、定式化機能部１１で求めた複数の消費電力パラメータ一覧や消費水力パラメータ一覧から、現在および未来の温湿度に応じた消費電力パラメータや消費水力パラメータを選択するものと言える。
【００９６】
また、上述した予測機能部１２の機能は、過去の温湿度とサーバ負荷の実績データ用いて、気象予測とサーバ負荷予測を行うものと言える。
また、上述した最適化機能部１４の機能は、任意の制御周期で、任意に設定された未来の時間まで、運用コストを最小化する熱源機器の運転計画を算出するものと言える。尚、“解なし”の場合は、前回値を解とするようにしてもよい。
【００９７】
また、上述した最適化機能部１４の機能は、例えば、各種熱源機器を、雪冷房（グループ１）、外気冷房と冷却塔（グループ２）、冷凍機（グループ３）の３つにグループ分けし、まず雪冷房のみでサーバ負荷に対応可能か否かを判別する（第１の判別）。この第１の判別が真の場合は雪冷房のみを運転させるものとし、評価関数と制約条件を用いた運転計画算出の処理（時間や処理負担が掛かる処理）は行わずに済む。
【００９８】
一方、上記第１の判別が偽の場合は、雪冷房に加えて更にグループ２の熱源機器（外気冷房と冷却塔）を全て起動した場合にサーバ負荷に対応可能か否かを判別する（第２の判別）。この第２の判別が真の場合は、雪冷房と外気冷房と冷却塔（グループ２）とで運用コストが最小となる運転計画を算出する（起動停止問題を解く）。
【００９９】
但し、第２の判別が真の場合でも、更に雪冷房と冷凍機（グループ３）との組み合わせに関しても起動停止問題を解き、雪冷房に対してグループ２とグループ３のどちらを組み合わせた方が運用コストが安く済むのかを判別し、運用コストが安い方を選択する方法も考えられる。
【０１００】
一方、上記第２の判別が偽の場合は、雪冷房に加えて全ての熱源機器（外気冷房と冷却塔と冷凍機）を起動した組み合わせでサーバ負荷が処理できるか否かを判別する（第３の判別）。この第３の判別が真の場合は、雪冷房と外気冷房と冷却塔と冷凍機との組み合わせで、運用コストが最小となる運転計画を算出する。
【０１０１】
但し、第３の判別が真の場合でも、更に雪冷房と冷凍機との組み合わせに関しても起動停止問題を解き、雪冷房に対して「グループ２＋グループ３」と「グループ３」のどちらを組み合わせた方が、運用コストが安く済むのかを判別し、運用コストが安い方を選択する方法も考えられる。
【０１０２】
一方、上記第３の判別が偽の場合は、例えば“解なし”として起動可能な全ての熱源機器を起動させてエラーを出力する制御を行う。あるいは、上記のように、前回の解を用いるようにしてもよい。
【０１０３】
尚、最適化機能部１４は、例えば、予測機能部１２で得られた気象条件やサーバ負荷の予測値を用い、評価する時間区間の負荷側温度の上下限値を制約条件の１つとし、その制約条件を満たす熱源機器の起動停止計画を算出するようにしてもよい。
【０１０４】
以下、上記最適化機能部１４の処理について更に詳細に説明する。
図４は、最適化機能部１４の処理フローチャート図である。
図４において、まず、予測結果を更新する（Ｓ１）。これは、予測機能部１２で求めた乾球温度(T)、絶対湿度(X)、負荷需要(Qld)のステップｉ毎の予測値を用いて、下記の（式１）により各ステップｉ毎の乾球温度(T)、絶対湿度(X)、負荷需要(Qld)の更新を行うものである。
【０１０５】
Qld(i)= Qld*(i) 、 T(i)= T*(i) 、 X(i)= X*(i)   （式１）
｛ｉ＝１，２，・・・ｋ｝（ｋ；任意の整数）
｛ここで、
Qld(i)；iステップ先の負荷需要 [kW]、
Ｔ(i)  ；iステップ先の乾球温度 [℃]、
Ｘ(i)  ；iステップ先の絶対湿度 [kg/kg(DA)]、
Qld*(i)；iステップ先の負荷需要予測値 [kW]、
Ｔ*(i)  ；iステップ先の乾球温度予測値 [℃]、
Ｘ*(i)  ；iステップ先の絶対湿度予測値 [kg/kg(DA)]である。｝
尚、ステップiは予測および最適化に係る各時間区間（例えば、１時間毎等）を意味し、ステップ数をｋと設定したならば、ｉ＝１，２，・・・，ｋである。例えば一例としてｉを１時間単位に対応するものと考えるならば、ｉステップ先とはｉ時間後を意味し、例えばｋ＝５の場合には、１時間後から５時間後までを１時間単位で負荷需要、乾球温度、絶対湿度の予測を行ったことになる。
【０１０６】
上記更新処理により、Qld(１)、Qld(２)、・・・Qld(ｋ)、T(１)、 T(２)、・・・ T(ｋ)、X(１)、 X(２)、・・・ X(ｋ)が得られる。
尚、ＤＡはdry airの略であり、上記絶対湿度は重量絶対湿度のことである。
【０１０７】
次に、雪冷房の利用可能熱量を更新する（Ｓ２）。雪冷房の利用可能熱量は、前回のステップで雪冷房が起動されていた(δs(i-1)=1)場合、雪冷房の最大冷房能力(Qs)と融解等のロス(loss)を差し引いて更新する。つまり、以下の（式２）によりiステップ先の雪冷房の利用可能熱量を更新する。尚、上記の通り、ステップ数をkと設定した時i=1、2…kである。
【０１０８】
Qall(i)=Qall(i-1) − δs(i-1)Qs(i-1) − loss  （式２）
｛ｉ＝１，２，・・・ｋ｝（ｋ；任意の整数）
｛ここで、
Qall(i)；iステップ先の雪冷房の利用可能熱量 [kW]；尚、Qall(i)の初期値、最大冷房能力(Qs)等は、例えば上記記憶されているＣＳＶファイルから取得する。
【０１０９】
δs(i)  ；iステップ先の雪冷房の起動停止変数（0、1）、
δs(i−１)  ；‘i−１’ステップ先の雪冷房の起動停止変数（0、1）、
Qs(i−１)  ；‘i−１’ステップ先の雪冷房の冷房能力 [kW]、
Loss  ；雪冷房の熱のロス[kW]（予め任意に設定される固定値）である。｝
尚、各ステップｉ毎の起動停止変数δs(i)は、ユーザ（開発者等）が任意に決めて設定しておくものであり、冷房能力Qs(i)は雪冷房の冷房能力の最大値（最大冷房能力；よってステップに関係なく固定値）であり、これらは例えば上記ＣＳＶファイルの１つに記憶しておき、これを取得して上記（式２）の演算を行うことになる。
【０１１０】
尚、δs(i)＝１の場合は雪冷房起動(運転)、δs(i)＝０の場合は雪冷房停止を意味する。この例に限らず、本例では、起動停止変数、δ(i)は‘１’が起動（運転）、‘０’が停止を意味する。
【０１１１】
上記（式２）によって、Qall(１)、 Qall(２)、・・・ Qall(ｋ)が得られる。
尚、上記（式２）で算出したQall(i)が、マイナスの値となった場合には、貯蔵している雪が無くなったことになり、雪冷房は使えなくなることを意味するので、雪冷房の冷房能力(Qs)を強制的に‘０’に設定する。
【０１１２】
次に、雪冷房能力(Qs)が負荷需要Qld(i)以上であるか否かを判断する（Ｓ３）。これは、以下の（判定式ａ）の条件が成立するか否かによって、雪冷房能力がサーバ室１の空調負荷以上であるか否かを判断する。
【０１１３】
δs(i) Qs(i)≧Qld(i)    （判定式ａ）
｛ｉ＝１，２，・・・ｋ｝（ｋ；任意の整数）
尚、既に説明済みであるが、δs(i)はiステップ先の雪冷房の起動停止変数（0、1）、Qs(i)はiステップ先の雪冷房の冷房能力 [kW]、Qld(i)はiステップ先の負荷需要 [kW]である。従って、δs(i)が‘０’の場合、すなわちiステップ先では雪冷房を停止する場合には、Qs(i)やQld(i)の値に関係なく、判定式ａによる判別が偽となる（Ｓ３，ＮＯ）。
【０１１４】
判定式ａによる判別が真の場合（Ｓ３，ＹＥＳ）、すなわち「δs(i) Qs(i)≧Qld(i)」の条件を満たす場合には、雪冷房のみで運転するものと決定し、これを最適化結果として出力して、本処理を終了する（Ｓ４）。この場合には、Ｓ５以降の処理（特に処理負荷が掛かるＳ７等の「起動停止問題を解く」処理）を実行しないで済むので、特に熱源機器の種類や台数が多い場合であっても、短時間で処理完了することになる。
【０１１５】
尚、例えばｉ＝１，２，・・・ｋの全てにおいて判定式ａによる判別が真の場合にＳ３がＹＥＳになるが、この例に限らない。
一方、判定式ａによる判別が偽の場合（Ｓ３，ＮＯ）、すなわち「δs(i) Qs(i)≧Qld(i)」の条件を満たさない場合、換言すれば「δs(i) Qs(i)＜Qld(i)」であった場合には、Ｓ５の処理へ移行する。
【０１１６】
上記Ｓ３の判定がＮＯの場合、「雪冷房に加えて他の熱源機器を使用する」ことになるが、まず、全ての熱源機器を使用せずに済むか否かを（上記グループ２の熱源機器を追加すれば対応可能か否かを）、図示のＳ５、Ｓ６の処理によって判定する。尚、「雪冷房に加えて他の熱源機器を使用する」ことには、δs(i)＝０の場合（雪冷房を運転しない場合）も含まれるものとする。
【０１１７】
まず、負荷需要（例えばサーバ室１の空調負荷など）と雪冷房能力との差を算出する（Ｓ５）。これは、以下の（式３）のように、負荷需要(Qld)から「起動停止も含めた雪冷房能力(δs(i)Qs(i))」を差し引き、雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量（冷熱量）(Qsup(i)) [kW]を求める。
【０１１８】
Qsup(i)=Qld(i)−δs(i)Qs(i)  （式３）
｛ｉ＝１，２，・・・ｋ｝（ｋ；任意の整数）
ここで、Qs(i)はiステップ先の雪冷房の冷房能力 [kW]である。
【０１１９】
そして、冷却塔と外気冷房の追加で冷房能力が足りるか否かを判定する（Ｓ６）。これは、雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量(Qsup(i))に対して、冷却塔と外気冷房をフル稼働した場合の冷房能力で足りるか否かを判断するものである（例えば、以下の判定式ｂで判断する）。
【０１２０】
｛ＦOA１(i)＋・・・＋ ＦOAＮ(i)｝＋｛ＦCT１(i)＋・・・＋ ＦCTＮ(i)｝≧Qsup(i) ・・・  （判定式ｂ）
｛ｉ＝１，２，・・・ｋ｝（ｋ；任意の整数）
｛ここで、
ＦOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ[kW]、
ＦOAＮ(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ[kW]、
ＦCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]、
ＦCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]、
である。｝
尚、これら各上限値ｆは、上記パラメータ選択機能部１３で選択・取得していたものである。
【０１２１】
尚、図１では冷却塔システムにおける冷却塔（密閉式冷却塔５ａ）は１台のみであるが、この例に限らず、冷却塔は複数台（ここではＮ台）あってもよい。これは、外気冷房に関しても同様である（ここではＮ台）。尚、ここでは冷却塔の台数と外気冷房の台数とが同じ（Ｎ台）としているが、勿論、同じでなくてもよい。
【０１２２】
上記判別式ｂによる判別が真の場合（Ｓ６，ＹＥＳ）、図示のＳ７の処理へ移行する。尚、これは、例えば、ｉ＝１，２，・・・ｋの全てにおいて判別式ｂによる判別が真の場合にＳ６の判定がＹＥＳとなるが、この例に限らない。
【０１２３】
一方、上記判別式ｂによる判別が偽の場合（Ｓ６，ＮＯ）、図示のＳ１２の処理へ移行する。Ｓ１２の処理へ移行する場合には、全種類の熱源機器を運転する場合も有り得る。つまり、雪冷房、冷却塔、外気冷房、冷凍機の４種類の熱源機器を運転する場合も有り得ることになる。詳しくは後述する。
【０１２４】
以下、まず、Ｓ６の判定がＹＥＳの場合の処理について説明する。
尚、この場合には、全種類の熱源機器を運転することはない。そして、ここでは、雪冷房と冷凍機とを運転するケースと、雪冷房と外気冷房と冷却塔とを運転するケースとが考えられる。これより、両方のケースについて起動停止問題を解くと共に、より低コストで済む方を選択する。尚、起動停止問題を解くにあたって、雪冷房に関しては既にQsup(i)が求められていることから除外されており、雪冷房に加えて更に冷凍機を運転するケースと、外気冷房と冷却塔とを運転するケースとについて、それぞれ起動停止問題を解くことになる。従って、後述するＳ７，Ｓ８，Ｓ１５では、雪冷房、冷却塔、外気冷房、冷凍機の４種類の熱源機器全てについて起動停止問題を解く場合に比べて、処理負荷が大幅に軽減されることになる。
【０１２５】
まず、冷却塔と外気冷房を熱源として選択し、起動停止問題を解く（Ｓ７）。これは、以下の（式５）に示す評価関数Ｊ１をその制約条件のもとで最小化する問題を解くものである。尚、“任意の評価関数Ｊを制約条件のもとで最小化する問題を解く”処理は、一般的な既存技術であり、製品も存在している。実際の製品としては、例えば以下に列挙するものがある。例えば、これらの各製品のうちの任意の製品に対して、以下の評価関数Ｊ１と制約条件を入力することで、評価関数Ｊ１を制約条件のもとで最小化する問題に対する解が得られることになる。すなわち、最小化されたときの評価関数Ｊ１の値と起動停止の解（各外気冷房と各冷却塔のステップｉ毎の起動停止変数（δOA１(i)、・・・、δOAN(i)とδCT１(i)、・・・、δCTN(i)）と冷房能力（ｉ））（換言すれば運転計画）が生成・出力される。
・製品名：LINDO （LINDO社）
http://www.lindo.jp/LindoJ_Products/LindoJ_ProdLG.html
・製品名：CPLEX（ILOG社）
http://www-06.ibm.com/software/jp/websphere/ilog/optimization/core-products-technologies/cplex/
・製品名：NUOPT（数理システム）；http://www.msi.co.jp/nuopt/
【０１２６】
【数１】
0005691655.tif 000002
【０１２７】
｛ここで、
minＪ；目的関数Ｊを最小化する、
s.t.→subject to；制約条件、
CE；電気料金単価 [円/kW]、
CＷ；水道料金単価 [円/m3]、
δOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の起動停止変数（0、1）、
δOAN(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の起動停止変数（0、1）、
δCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の起動停止変数（0、1）、
δCTN(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の起動停止変数（0、1）、
EOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の消費電力 [kW]、
EOAN(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の消費電力 [kW]、
ECT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の消費電力 [kW]、
ECTN(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の消費電力 [kW]、
WOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の消費水量 [m3]、
WOAN(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の消費水量 [m3]、
WCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の消費水量 [m3]、
WCTN(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の消費水量 [m3]、
QOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力[kW]，
QOAＮ(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の冷房能力[kW]，
QCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の冷房能力[kW]，
QCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力[kW]，
ＧOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＧOAＮ(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＧCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＧCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＦOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＦOAＮ(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＦCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＦCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
δR１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の起動停止変数（0、1）、
δRＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の起動停止変数（0、1）、
である。｝
尚、上記の説明では省略しているが、当然、Ｎが３以上であれば（ここでは仮にＮ＝３であれば）、更にδOA２(i)、δCT２、EOA２(i)、ECT２(i)、WOA２(i)、WCT２(i)等が加わることになる。これらの意味は、当然、下記の通りとなる。
【０１２８】
δOA２(i)；iステップ先の２台目の外気冷房の起動停止変数（0、1）、
δCT２(i)；iステップ先の２台目の冷却塔の起動停止変数（0、1）、
EOA２(i)；iステップ先の２台目の外気冷房の消費電力 [kW]、
ECT２(i)；iステップ先の２台目の冷却塔の消費電力 [kW]、
WOA２(i)；iステップ先の２台目の外気冷房の消費水量 [m3]、
WCT２(i)；iステップ先の２台目の冷却塔の消費水量 [m3]、
ここで、上記Ｎ台の各外気冷房の消費電力EOA１(i)〜EOAN(i)やＮ台の各冷却塔の消費電力ECT１(i)〜ECTＮ(i)には、事前に以下の（式６）を代入する。同様に、上記Ｎ台の各外気冷房の消費水量ＷOA１(i)〜ＷOAN(i)やＮ台の各冷却塔の消費水量ＷCT１(i)〜ＷCTＮ(i)には、事前に以下の（式７）を代入する。但し、これは、既に以下の（式６）、（式７）に、各冷却塔毎に、各外気冷房毎に、更に各ステップｉ毎に、上記パラメータ選択機能部１３によって選択された各パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄが、Ａ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊に代入された状態であるものとしている。
【０１２９】
Ｅ＊＊(i)＝Ａ＊＊Ｑ＊＊(i)+Ｂ＊＊  ・・・（式６）
Ｗ＊＊(i)＝Ｃ＊＊Ｑ＊＊(i)+Ｄ＊＊  ・・・（式７）
｛ここで，
Ｅ＊＊(i)；iステップ先の各熱源機器の消費電力[kW]，
Ｗ＊＊(i)；iステップ先の各熱源機器の消費水量[m3]，
Ｑ＊＊(i)；iステップ先の各熱源機器の冷房能力[kW]，
Ａ＊＊；各熱源機器の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
Ｂ＊＊；各熱源機器の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
Ｃ＊＊；各熱源機器の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
Ｄ＊＊；各熱源機器の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]である。｝
尚、上記（式６）、（式７）における“＊＊”には、上記ＯＡ１、ＯＡ２、・・・、ＯＡＮや、ＣＴ１、ＣＴ２、・・・、ＣＴＮ等がそれぞれ代入される。これは、それぞれについて（式６）、（式７）における全ての“＊＊”に同じものが代入される。例えば、ＯＡ１を代入する場合には、上記（６式）、（７式）は下記の（６式）’、（７式）’通りとなる。
【０１３０】
ＥOA１(i)＝ＡOA１ＱOA１(i)+ＢOA１  ・・・（式６）’
ＷOA１(i)＝ＣOA１ＱOA１(i)+ＤOA１  ・・・（式７）’
尚、この場合には、
｛ＥOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の消費電力[kW]，
ＷOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の消費水量[m3]，
ＱOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力[kW]，
ＡOA１；１台目の外気冷房の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＢOA１；１台目の外気冷房の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
ＣOA１；１台目の外気冷房の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＤOA１；１台目の外気冷房の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]である。｝
尚、上記ＡOA１、ＢOA１、ＣOA１、ＤOA１は、１台目の外気冷房に関する上記各パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄである。尚、上記ＡOA１、ＢOA１、ＣOA１、ＤOA１は、ＡOA１（ｉ）、ＢOA１（ｉ）、ＣOA１（ｉ）、ＤOA１（ｉ）等としてもよい。この場合には、これらＡOA１（ｉ）、ＢOA１（ｉ）、ＣOA１（ｉ）、ＤOA１（ｉ）は、１台目の外気冷房に関するステップｉに係る上記各パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄであることになる。
【０１３１】
同様に、例えばＣＴＮを代入する場合には、上記（６式）、（７式）は下記の（６式）”、（７式）”のようになる。
ＥCTＮ(i)＝ＡCTＮＱCTＮ(i)+ＢCTＮ  ・・・（式６）”
ＷCTＮ(i)＝ＣCTＮＱCTＮ(i)+ＤCTＮ  ・・・（式７）”
尚、この場合には、
｛ＥCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の消費電力[kW]，
ＷCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の消費水量[m3]，
ＱCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力[kW]，
ＡCTＮ；Ｎ台目の冷却塔の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＢCTＮ；Ｎ台目の冷却塔の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
ＣCTＮ；Ｎ台目の冷却塔の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＤCTＮ；Ｎ台目の冷却塔の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]である。｝
上記線形一次近似式のパラメータＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊は、上記のように定式化機能部１１にて予め上記各小領域毎に求めて記憶したパラメータ一覧のなかから、現在の／予測した温度、湿度等に応じてパラメータ選択機能部１３にて選択したもの(上記選択・取得されたパラメータａ、ｂ，ｃ，ｄ)である。尚、これら各パラメータａ、ｂ，ｃ，ｄを上記（式６）、（式７）に代入することで例えば上述した（式６）’、（式７）’、（式６）”、（式７）”を作成する処理や、選択・取得した上下限値ｇ，ｆによって上記（式５）における制約条件を作成する処理は、既に述べたようにパラメータ選択機能部１３が実行してもよい。
【０１３２】
尚、他の変数についても上記パラメータＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊や消費電力Ｅ＊＊、消費水量Ｗ＊＊、冷房能力Ｑ＊＊と同様の表記を行う場合もあるものとする。すなわち、Ｆ＊＊(i)、Ｇ＊＊(i)、δ＊＊(i)等と記す場合もあるものとする。尚、
Ｆ＊＊；各熱源機器の冷却能力の上限値ｆ、
Ｇ＊＊；各熱源機器の冷却能力の下限値ｇ、
δ＊＊；各熱源機器の起動停止変数
上述したように、ステップＳ７の処理では、まず、制約条件が、「ステップｉ毎に、各熱源機器の冷房能力Ｑ（ｉ）は、何れも、その熱源機器のステップｉにおける適正範囲内（下限値ｇから上限値ｆまでの範囲内）であること（Ｇ＊＊（ｉ）≦Ｑ＊＊（ｉ）≦Ｆ＊＊（ｉ））」、「ステップｉ毎に、そのステップｉにおける全ての熱源機器（但し、ここでは冷却塔と外気冷房）の冷房能力Ｑ（ｉ）の総和が、そのステップｉにおいて雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量(Qsup(i))以上となること」、及び「冷凍機は全て停止とすること（１台も運転しないこと）」となる。そして、処理結果として、この制約条件を満たしつつ評価関数Ｊ１を最小にする解（各熱源機器の各ステップｉの起動停止変数δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i)）と当該評価関数Ｊ１の最小値とが得られることになる。
【０１３３】
尚、評価関数Ｊ１は、上記（式５）に示す通り、熱源機器毎のステップｉ毎の起動または停止と、起動である場合における任意の冷房能力Ｑ（但し、上記適切範囲内とする制約が入る）との組み合わせと、パラメータＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊とに応じて決まる消費電力Ｅ＊＊，消費水量Ｗ＊＊に、電気料金単価CE、水道料金単価CＷを乗じて得られるコストの総和（ｉ＝１〜ｋまでのステップ毎のコストの総和；総運用コスト）である。この空調システムの総運用コストを最小にする解（勿論、制約条件による制約が入る）と当該総運用コストの最小値とが、ステップＳ７の処理で得られることになる。
【０１３４】
尚、上記（式５）の説明における熱源機器とは、上記の通り雪冷房以外で且つ冷凍機は全て停止とすることから、外気冷房と冷却塔を意味するものとなる。
次に、冷凍機を熱源として選択し、下記の起動停止問題を解く（Ｓ８）。これは、以下の（式８）に示す評価関数Ｊ２を最小化する問題を解くものである。具体的には上記Ｓ７と同様に既存の機能（既存の製品）を用いればよいものである。その結果、最小化されたときの評価関数Ｊ２の値と解（起動停止の解（１台目〜Ｎ台目までの各冷凍機の起動停止変数δR１(i)、・・・δRN(i)）及び冷房能力Ｑ＊＊(i) （但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ）；ｉ＝１〜ｋ）が生成・出力される。
【０１３５】
【数２】
0005691655.tif 000003
【０１３６】
｛ここで、
CE；電気料金単価 [円/kW]、
CＷ；水道料金単価 [円/m3]、
δR１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の起動停止変数（0、1）
δRN(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の起動停止変数（0、1）
ER１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の消費電力 [kW]、
ERN(i)  ；iステップ先のＮ台目の冷凍機の消費電力 [kW]、
WR１(i)  ；iステップ先の１台目の冷凍機の消費水量 [m3]、
WRN(i)  ；iステップ先のＮ台目の冷凍機の消費水量 [m3]である。｝
ＧＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＧＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の冷房能力の下限値ｇ[kW]，
ＦＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＦＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＱＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の冷房能力[kW]，
ＱＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の冷房能力[kW]，
Qsup(i)；雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量[kW]、
である。｝
尚、上記（式５）の場合と同様に、上記（８式）における各冷凍機の各消費電力ER１(i)〜ERN(i)、各消費水量WR１(i)〜WRN(i)には、上記（式６）、（式７）による算出式に上記選択・取得されたパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄが代入された状態（例えば下記の式）で、上記既存の最適化機能に渡されて、上記の解が生成・出力されることになる。
【０１３７】
ＥＲ１(i)＝ＡＲ１ＱＲ１(i)+ＢＲ１ 
ＷＲ１(i)＝ＣＲ１ＱＲ１(i)+ＤＲ１ 
ＥＲＮ(i)＝ＡＲＮＱＲＮ(i)+ＢＲＮ 
ＷＲＮ(i)＝ＣＲＮＱＲＮ(i)+ＤＲＮ 
尚、この場合には、
｛ＥＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の消費電力[kW]，
ＷＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の消費水量[m3]，
ＥＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の消費電力[kW]，
ＷＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の消費水量[m3]，
ＱＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の冷房能力[kW]，
ＱＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の冷房能力[kW]，
ＡＲ１；１台目の冷凍機の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＢＲ１；１台目の冷凍機の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
ＣＲ１；１台目の冷凍機の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＤＲ１；１台目の冷凍機の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
ＡＲＮ；Ｎ台目の冷凍機の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＢＲＮ；Ｎ台目の冷凍機の消費電力に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
ＣＲＮ；Ｎ台目の冷凍機の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（傾き）[-]，
ＤＲＮ；Ｎ台目の冷凍機の消費水量に関する一次近似式のパラメータ（切片）[-]，
である。｝
尚、上記ＡOA１の場合と同様に、上記ＡＲ１等も例えばＡＲ１（ｉ）等としてもよい。この場合には、例えばＡＲ１（ｉ）は、１台目の冷凍機の消費電力に関するステップｉに係わる一次近似式のパラメータ（傾き）を意味することになる。
【０１３８】
尚、既に説明したように、Ｎが３以上の場合には、‘１’と‘Ｎ’との間の変数（例えばＥＲ２(i)等）も当然存在するが、ここでは省略して記しているだけである。
上述したように、ステップＳ８の処理では、まず、制約条件が、「各ステップｉ毎に、１台目〜Ｎ台目までの各冷凍機の冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）は、何れも、その冷凍機のステップｉにおける適正範囲内（下限値ｇから上限値ｆまでの範囲内）であること（Ｇ＊＊（ｉ）≦Ｑ＊＊（ｉ）≦Ｆ＊＊（ｉ））」、及び「各ステップｉ毎に、そのステップｉにおける全ての冷凍機（Ｒ１〜ＲＮ）の冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）の総和が、そのステップｉにおいて雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量(Qsup(i))以上となること」となる（但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ）。
【０１３９】
そして、この制約条件を満たしつつ評価関数Ｊ２を最小にする解（各冷凍機の各ステップｉの起動停止変数δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i)）と当該評価関数Ｊ２の最小値とが得られることになる（但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ）。
【０１４０】
尚、評価関数Ｊ２は、上記（式８）に示す通り、ｉ＝１〜ｋにおける、各冷凍機毎の各ステップｉ毎の起動または停止と、起動である場合における任意の冷房能力Ｑ＊＊（但し、上記適切範囲内とする制約が入る）との組み合わせと、パラメータＡ＊＊、Ｂ＊＊、Ｃ＊＊、Ｄ＊＊とに応じて決まる消費電力Ｅ＊＊，消費水量Ｗ＊＊に、電気料金単価CE、水道料金単価CＷを乗じて得られる運用コストの総和（ｉ＝１〜ｋまでのステップ毎の運用コストの総和；総運用コスト）である。この総運用コストを最小にする解（勿論、制約条件による制約が入る）と当該総運用コストの最小値とが、ステップＳ８の処理で得られることになる。
【０１４１】
そして、上記Ｓ７で求めた評価関数Ｊ１（最小値）が、上記Ｓ８で求めた評価関数Ｊ２（最小値）以上であるか否かを判定する（判別式ｃ；Ｊ２≦Ｊ１）（Ｓ９）。
この判別式ｃによる判別が真の場合、すなわち評価関数Ｊ１が評価関数Ｊ２以上である場合には（Ｓ９，ＹＥＳ）、雪冷房と冷凍機を熱源とした場合の方が、雪冷房と冷却塔と外気冷房を熱源とした場合よりも低コストで済むので(尚、判定上は、運用コストが同じ場合も含まれる)、雪冷房と冷凍機とを運転するものと決定し、上記Ｓ８で得られた解｛冷凍機毎のステップｉ（ｉ＝１、・・・ｋ）毎の起動停止δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i) （但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ）｝を出力する（Ｓ１０）。そして、本処理は終了とする。
【０１４２】
一方、Ｓ９の判別が偽の場合、すなわち評価関数Ｊ１が評価関数Ｊ２未満である場合には(Ｓ９，ＮＯ)、雪冷房と冷却塔と外気冷房を熱源とした場合の方が、雪冷房と冷凍機を熱源とした場合よりも低コストで済むので、雪冷房と冷却塔と外気冷房を運転するものと決定し、上記Ｓ７で得られた解｛各外気冷房／冷却塔毎の各ステップｉ（ｉ＝１、・・・ｋ）毎の起動停止δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i) （但し、＊＊；ＯＡ１、・・・、ＯＡＮ、ＣＴ１、・・・、ＣＴＮ）｝を出力する（Ｓ１１）。そして、本処理は終了とする。
【０１４３】
以上、Ｓ６の判定がＹＥＳの場合の処理について説明した。
以下、Ｓ６の判定がＮＯの場合の処理について説明する。
Ｓ６の判定がＮＯの場合、すなわち冷凍機も運転する必要がある場合には、まず、以下のＳ１２の処理を実行する。
【０１４４】
すなわち、サーバ負荷需要−｛雪冷房能力（最大能力）＋外気冷房能力（最大能力）＋冷却塔能力（最大能力）｝を計算する（Ｓ１２）。つまり、サーバ負荷需要から冷凍機以外の全ての熱源機器の冷房能力（最大能力）を差し引くことで、不足分、すなわち冷凍機が対応すべき負荷（換言すれば、冷凍機が供給すべき冷房能力）Qsupnew(i)を、以下の（式９）によって求める。尚、雪冷房に関しては既に差し引かれて上記Qsup(i)が求められている。
【０１４５】
Qsupnew(i)＝Qsup(i)−（ＦOA１(i)＋・・・＋ ＦOAＮ(i)＋ＦCT１(i)＋・・・＋ ＦCTＮ(i)）  ・・・（式９）
｛ここで、
Qsup(i)；ｉステップ先で雪冷房以外の熱源機器で供給すべき熱量[kW]、
ＦOA１(i)；iステップ先の１台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ [kW]、
ＦOAＮ(i)；iステップ先のＮ台目の外気冷房の冷房能力の上限値ｆ[kW]、
ＦCT１(i)；iステップ先の１台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]
ＦCTＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷却塔の冷房能力の上限値ｆ[kW]
である。｝
ここで、上記の通り、Qsupnew(i)は、冷凍機が対応すべき負荷（冷凍機以外の熱源機器の最大冷房能力で処理しきれなかった負荷）[kW]である。
【０１４６】
次に、上記冷凍機が対応すべき負荷Qsupnew(i)に対して、冷凍機の冷房能力（最大能力）で足りるか否かを判定する（Ｓ１３）。つまり、以下の判別式ｄによって、冷凍機の最大冷房能力が、上記“冷凍機が対応すべき負荷Qsupnew(i)”以上であるか否か判別する。換言すれば、全ての冷凍機を最大能力で運転した場合に、それにより冷房能力が上記“冷凍機が対応すべき負荷Qsupnew(i)”以上となるか否かを、以下の判別式ｄによって判別する。
【０１４７】
ＦＲ１(i)＋・・・＋ＦＲＮ(i)   ≧  Qsupnew(i)  ・・・（判別式ｄ）
｛但し、
ＦＲ１(i)；iステップ先の１台目の冷凍機の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
ＦＲＮ(i)；iステップ先のＮ台目の冷凍機の冷房能力の上限値ｆ[kW]，
である。｝
判別式ｄの判別が真の場合（Ｓ１３，ＹＥＳ）、すなわち、“雪冷房能力＋外気冷房能力＋冷却塔能力”に冷凍機の冷房能力を加えれば、サーバ負荷需要Qld(i)に対応できる場合には、Ｓ１５に移行する。
【０１４８】
一方、判別式ｄの判別が偽の場合（Ｓ１３，ＮＯ）、すなわち、“雪冷房能力＋外気冷房能力＋冷却塔能力”に冷凍機の冷房能力を加えても、サーバ負荷需要Qld(i)に対応できない場合（冷房能力が足りない場合）には、起動可能な全ての熱源機器を起動させ（そして最大能力で運転させて）、本処理を終了する（Ｓ１４）。尚、この場合、冷房能力不足を知らせる警告／警報を発するようにしてもよい。
【０１４９】
上記Ｓ１３がＹＥＳの場合、以下のＳ１５の処理を行う。
すなわち、冷凍機を熱源として選択し、冷凍機の起動停止問題を解く（Ｓ１５）。これは、以下の（式１０）に示す評価関数Ｊ３を最小化する問題を解くものである。具体的には上記Ｓ７等と同様に既存の機能（既存の製品）を用いればよいものである。その結果、最小化されたときの評価関数Ｊ３の値と解（起動停止の解（１台目〜Ｎ台目までの各冷凍機の各ステップｉ毎の起動停止変数（δR１(i)、・・・、δRN(i)；ｉ＝１〜ｋ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i) （但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ）；ｉ＝１〜ｋ）（換言すれば、運転計画）が生成・出力される。
【０１５０】
【数３】
0005691655.tif 000004
【０１５１】
尚、上記（式１０）は、上記（式８）と殆ど同じであり、制約条件が多少異なるだけである。すなわち（式１０）の場合、（式８）の制約条件におけるQsup(i)の代わりに、Qsupnew(i)となっている。すなわち、制約条件の１つが「各ステップｉ毎、そのステップｉにおける全ての冷凍機（Ｒ１〜ＲＮ）の冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）の総和が、そのステップｉにおけるQsupnew(i) 以上となること」となっている（但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ：ｉ＝１〜ｋ）。
【０１５２】
尚、上記の通り、Qsupnew(i)は、冷凍機が対応すべき負荷（冷凍機以外の熱源機器の最大冷房能力で処理しきれなかった負荷）[kW]である。
上記（式１０）は、上記相違点以外は、上記（式８）と同じであるので、その説明は省略する。
【０１５３】
そして、上記制約条件を満たしつつ評価関数Ｊ３を最小にする解（各冷凍機の各ステップｉの起動停止変数δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i)）と当該評価関数Ｊ３の最小値とが得られることになる（但し、＊＊；Ｒ１、・・・、ＲＮ：ｉ＝１〜ｋ）。
【０１５４】
次に、Ｓ１６の処理を実行するが、Ｓ１６の処理内容は、上記Ｓ８の処理（評価関数Ｊ２の計算）と同じである。Ｓ６がＮＯの場合、Ｓ８の処理は行われないので、ここで上記評価関数Ｊ２を最小にする解（各冷凍機の各ステップｉの起動停止変数δ＊＊（ｉ）及び冷房能力Ｑ＊＊(i)）と当該評価関数Ｊ２の最小値とを求めるものである。
【０１５５】
そして、Ｊ２（最小値）が“J3（最小値）＋JOACT”以下であるか否か（Ｊ２≦（J3＋JOACT）？）の判定を行う（Ｓ１７）。これは、空調システム全体としての運用コストが、どちらの方が低コストで済むのかを判定し、低コストで済む方を選択するためである。
【０１５６】
ここで、JOACTは、起動可能な（全ての）冷却塔と外気冷房を起動した場合（更に最大能力で運転した場合）のコストである。
このJOACTは、上記Ｓ７におけるminＪ１における評価関数Ｊ１の算出式を用いて、全ての起動停止変数δ＊＊（ｉ）を‘１’とすると共に、全ての冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）を最大値（上限値ｆ）とした場合（例えばQOA１(i)にＦOA１(i)の値を代入することでEOA１(i)の値が求まる）の評価関数Ｊ１の値である。但し、この例に限らず、例えば、全ての起動停止変数δ＊＊（ｉ）を強制的に‘１’にしたうえで上記Ｓ７の処理を実行して解とＪ１の最小値を得て、このＪ１の最小値をJOACTとしてもよい。
【０１５７】
上記評価関数Ｊ２の最小値は、雪冷房を最大限に運転しても不足する場合に、この不足分についてのみ冷凍機で対応する場合の冷凍機に関する運用コストである。従って、空調システム全体としての運用コストは、評価関数Ｊ２の最小値に、雪冷房に関する運用コストを加算することで得られる。
【０１５８】
これに対して上記評価関数Ｊ３の最小値は、雪冷房を最大限に運転することを前提として、更に例えば冷却塔と外気冷房も最大限に運転しても不足する場合に、この不足分についてのみ冷凍機で対応する場合の冷凍機に関するコストである。従って、空調システム全体としての運用コストは、評価関数Ｊ３の最小値に、雪冷房に関する運用コストと冷却塔及び外気冷房に関する運用コストを加算することで得られる。
【０１５９】
ここで、雪冷房に関する運用コストは同じであるので除外して考えると、上記の通り、「Ｊ２≦（J3＋JOACT）？」の判定を行うことで、どちらの方が空調システム全体としての運用コストが低いのかを判定することになる。
【０１６０】
Ｓ１７の判別が真の場合、すなわちＪ２が（J3＋JOACT）以下である場合には（Ｓ１７，ＹＥＳ）、すなわち雪冷房と冷凍機で運転した方が、雪冷房、外気冷房、冷却塔、冷凍機で運転する場合よりも空調システム全体としてのコストが低い場合（同じ場合も含む）には、雪冷房と冷凍機で運転するものと決定し、上記Ｓ８の処理で得られた解（冷凍機に関する起動停止の解や冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）の解）と雪冷房に関する解とを出力して（Ｓ１８）、本処理を終了する。尚、雪冷房に関する解は、上記ユーザ指定の起動停止変数δs(i)と雪冷房の最大冷房能力Qs(i)を解として出力するものである。
【０１６１】
一方、Ｓ１７の判別が偽の場合、すなわち（J3＋JOACT）がＪ２未満である場合には（Ｓ１７，ＮＯ）、すなわち雪冷房、外気冷房、冷却塔、冷凍機で運転した方が、雪冷房と冷凍機で運転する場合よりも空調システム全体としての運用コストが低い場合には、雪冷房、外気冷房、冷却塔、冷凍機で運転するものと決定し、上記Ｓ１５の処理で得られた解（冷凍機に関する起動停止の解や冷房能力Ｑ＊＊（ｉ）の解）と、雪冷房に関する解と、外気冷房及び冷却塔に関する解とを出力して（Ｓ１９）、本処理を終了する。
【０１６２】
尚、Ｓ１９の場合にも、雪冷房に関する解は、上記Ｓ１８と同様、上記ユーザ指定の起動停止変数δs(i)と雪冷房の冷房能力Qs(i)を解として出力するものである。また、外気冷房及び冷却塔に関する解は、全ての外気冷房、全ての冷却塔を起動する解とし（外気冷房、冷却塔に係る起動停止変数δ＊＊(i)は、全て‘１’とする）、更に全てを最大能力（上限値）で運転することになるので、これら各外気冷房、各冷却塔に対応する上記Ｆ＊＊（ｉ）を取得して、これも解として出力する。
【０１６３】
尚、図４の処理は、一例であり、この例に限るものではない。例えば、Ｓ６の判定がＹＥＳの場合、すなわち予測される空調負荷需要に対して雪冷房のみでは不足する場合の不足分に対して、１台以上の冷却塔と１台以上の外気冷房とで対応可能（更に冷凍機を用いる必要はない）と判定される場合には、雪冷房と冷却塔と外気冷房とを運転するものと決定するようにしてもよい。この場合には、Ｓ８、Ｓ９，Ｓ１０の処理は必要なくなり、Ｓ７の処理を実行後にＳ１１の処理を実行するように構成すればよい。
【０１６４】
また、例えば、Ｓ１３の判定がＹＥＳの場合には、必ずＳ１９の行うものとしてもよい。この場合には、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８の処理は必要なくなり、Ｓ１５の処理を実行後にＳ１９の処理を実行するように構成すればよい。
【０１６５】
図４の処理例では、「雪冷房のみ」、「雪冷房＋冷却塔＋外気冷房」、「雪冷房＋冷却塔＋外気冷房＋冷凍機」、「雪冷房＋冷凍機」の４パターンの何れかに決定していた。これに対して上記のように「雪冷房のみ」、「雪冷房＋冷却塔＋外気冷房」、「雪冷房＋冷却塔＋外気冷房＋冷凍機」の３パターンの何れかに決定するものとし、冷凍機は出来るだけ運転しないで済むようにする案も考えられる。但し、これも一例であり、この例に限るものではない。
【０１６６】
また、図４の処理例では、ｉステップ先、すなわち未来の予測値のみを用いたが、この例に限らず、更に現在の測定値（空調負荷、温度・湿度）も用いてもよい。
上記本例の空調システムの省エネ／コスト低減効果について、例えば以下の条件に基づくシミュレーションを実行することで確認した。シミュレーション結果は、図５（ａ）、（ｂ）に示す。図５（ａ）は全体、図５（ｂ）は月別の従来と手法とのランニングコストの比較結果である。
【０１６７】
シミュレーション条件
（１）プラント概要
・対象プラント：模擬実験室
・負荷：３０ｋＷ（５ｋＷ×６台）、２４時間一定負荷
・空調方式：全体空調
（２）機器仕様
・空調機：定格風量  １５０００ｍ３/ｈ
・冷凍機：水冷チラー、冷凍能力３８．９ｋＷ
・冷却塔：密閉式冷却塔、冷却能力  １５ＲＴ
・加湿器：気化式加湿器、加湿能力  １８．５ｋｇ/ｈ
（３）外気条件
・過去の１年分の温度、湿度データ（月別、24時間データ、時刻別データ（平均値、最高、最低））を用いる。
（４）運用方法
・従来法：外気冷房一定風量制御、1ヶ月毎に熱源機器の起動停止を実施（手動）。
・提案方法：外気冷房変風量制御、１時間毎に熱源機器の起動停止を実施（自動）。
【０１６８】
図５（ａ）には図上左側に本手法、図上右側に従来法による空調システムの年間トータルのランニング（運用）コストを示す。図示の通り、本手法の運用コストは、従来の７０％程度で済むものであり、顕著なコスト削減効果が得られる。尚、運用コストは、消費電力や消費水量に所定の単価を乗ずることで算出されるものであるから、これは電力や水の消費に関する顕著な省エネ効果が得られることも意味している。
【０１６９】
また、図５（ｂ）には、月別のランニングコストを示している。
図示の通り、夏季は外気冷房や冷却塔を十分に活用できないために、夏季のランニングコストは従来法と殆ど変わらない。一方、中間期（春や秋）や冬季は、外気条件により外気冷房の変風量制御やオンラインで熱源機器の起動停止を実施することで、高い省エネ効果が得られる事が確認できる。なお、ランニングコストは熱源機器及び、それに付随する搬送動力、ＡＨＵ、加湿器の消費電力、消費水量として計算した。
【０１７０】
以上説明した本手法の空調システム、その制御装置（ＰＣ１０等）の構成・処理機能は、例えば以下のように説明することもできる。
すなわち、本例の空調システムは、例えば、空調対象空間からのリターン空気を流入させて該リターン空気と冷却水との熱交換を行うことで該リターン空気を冷却して冷気にして該冷気を前記空調対象空間へ供給する空気冷却ユニットと、前記冷却水を冷却して該空気冷却ユニットに供給する為または前記リターン空気の冷却を補助する為の各種熱源機器とを有し、該熱源機器として１台以上の冷凍機と１台以上の冷却塔と１台以上の外気冷房と１台以上の雪冷房が設けられており、該空気冷却ユニットと各種熱源機器を制御する制御装置を有する空調システムである。
【０１７１】
そして、上記空調システムにおいて、上記制御装置は、例えば、予め設定されている運用コスト算出に係わる所定の評価関数及び制約条件と、各熱源機器毎に予め設定されている、冷房能力と消費電力との関係を示す第１の一次式と、冷房能力と消費水量との関係を示す第２の一次式とを用いて、上記制約条件の基で上記評価関数を最小化する問題を解き、その解としての上記１台以上の冷凍機、１台以上の冷却塔、１台以上の外気冷房、１台以上の雪冷房の熱源機器毎の運転計画（起動停止と冷房能力）を生成・出力する最適化機能部を有する。
【０１７２】
そして、例えば、上記制御装置は、予測機能部、パラメータ一覧記憶部と、パラメータ選択機能部を更に有する。
予測機能部は、外気条件の過去データと空調負荷需要の実績値から、外気条件の予測値と空調負荷需要の予測値とを求める。パラメータ一覧記憶部は、予め、上記第１の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶すると共に、上記第２の一次式に係わるパラメータの候補として外気条件の各値に応じた複数のパラメータを記憶する。パラメータ選択機能部は、パラメータ一覧記憶部に記憶されている複数のパラメータ候補のなかから上記予測機能部による外気条件の予測値に対応するパラメータ候補を選択することで、上記第１の一次式のパラメータと第２の一次式のパラメータとを決定する。
【０１７３】
そして、上記最適化機能部は、上記パラメータ選択機能部で決定されたパラメータを適用した上記第１と一次式と第２の一次式と、上記空調負荷需要の予測値とを用いて、上記制約条件の基で上記評価関数を最小化する問題を解くことで、その解としての各熱源機器の運転計画の生成を行う。
【０１７４】
また、例えば、上記評価関数を最小化する問題（ｍｉｎＪ１、ｍｉｎＪ２、ｍｉｎＪ３等）は、熱源機器毎の任意の起動／停止と冷房能力との組み合わせに応じた総消費電力と総消費水量とにそれぞれ単価を乗じて得られる電力コストと水コストとの和としての総運用コストを、上記制約条件による制約に従って最小化するものである。
【０１７５】
以上説明したように、本手法によれば、外気条件や空調負荷の予測値などに基づいて、総運用コスト（総消費電力に係るコストと総消費水量に係るコストとの和）が最小になるように熱源機器を制御できるため、季節変動や負荷変動等にも対応した的確な熱源機器の起動／停止や制御を行うことができ、以って省エネ効果が得られる。また、設備の増設により熱源機器の台数や種類が増えても、熱源機器を雪冷房、外気冷房と冷却塔、冷凍機と３つにグループ分けして最適化問題を解くため、計算時間の短縮を図れるという効果を奏する。換言すれば、
（１）特に熱源機器の台数が多い為に最適化問題の決定変数が増えてしまい、従来であれば最適解を求めるまでの時間が増大する場合であっても、上記のように３つにグループ分けして最適化問題を解くため計算時間の短縮を図れる（特に雪冷房のみで済む場合にはＳ４）最適化問題を解く必要も無くなる）。
【０１７６】
（２）従来では、外気条件による熱源機器の能力変化や消費電力および消費水量の変化について考慮していないため、条件が変化した際の正確な運用コストの計算が出来ないが、本手法では予め設定される図３等の一覧表を用いることで、運用コストの計算を実現でき、以って的確な解（各熱源機器の起動／停止と冷房能力Ｑ）を求めることができる。
【０１７７】
ここで、上記予測機能部１２について、補足説明しておく。
既に述べたように、予測機能部１２の機能は既存技術であるので、特に詳細には説明しないが、以下、簡単に一例を用いて説明する。
【０１７８】
予測機能部１２によるサーバ負荷や気象（温度、湿度等）の予測方法として、１つの例としては、例えば過去のサーバ負荷や気象データが格納されたデータベースから、以下の条件により過去データの検索・抽出を行い予測値とする。
【０１７９】
（ａ）最大６０日分の同一時刻もしくは同一時刻の前後ｍ区間からＮｐ区間前までの区間を検索対象とする（サーバ空調負荷を予測する際には、土曜日、日曜日とそれ以外の曜日とをフラグ等によって区別し、当該日が土日の場合には過去の土日のデータのみを検索対象とする）。
【０１８０】
（ｂ）上記（ａ）の検索対象日のなかで、予測対象日の実績値（現時刻〜Ｎｐ区間前）と事例値（昨日以前の同時刻〜Ｎｐ区間前）の２乗誤差が最小のものを予測値とする。
「誤差＝Σ（ｉ時の誤差）２」
最後に、図６に上記パソコン（ＰＣ）１０（コンピュータ）のハードウェア構成図を示す。
【０１８１】
図６に示すコンピュータ５０（ＰＣ１０）は、ＣＰＵ５１、メモリ５２、入力部５３、出力部５４、記憶部５５、記録媒体駆動部５６、及びネットワーク接続部５７を有し、これらがバス５８に接続された構成となっている。
【０１８２】
ＣＰＵ５１は、当該コンピュータ５０全体を制御する中央処理装置である。
メモリ５２は、記憶部５５（あるいは可搬型記録媒体２９）に記憶されているアプリケーションプログラム等を一時的に格納するＲＡＭ等のメモリである。ＣＰＵ５１は、メモリ５２に読み出したアプリケーションプログラムを実行することで、例えば上記定式化機能部１１、予測機能部１２、パラメータ選択機能部１３、最適化機能部１４、下位コントローラ通信機能部１５の各種処理機能や図４のフローチャートの処理を実現する。
【０１８３】
出力部５４は、例えばディスプレイ等であり、入力部５３は、例えば、キーボード、マウス等である。
ネットワーク接続部５７は、例えば不図示のネットワークに接続して、他の情報処理装置との通信（コマンド／データ送受信等）を行う為の構成である。
【０１８４】
記憶部５５は、例えばハードディスク等であり、上記アプリケーションプログラム等が格納されている。
あるいは、上記記憶部５５に格納される各種プログラム／データは、可搬型記録媒体５９に記憶されているものであってもよい。この場合、可搬型記録媒体５９に記憶されているプログラム／データは、記録媒体駆動部５６によって読み出される。可搬型記録媒体５９とは、例えば、ＦＤ（フレキシブル・ディスク）５９ａ、ＣＤ−ＲＯＭ５９ｂ、その他、ＤＶＤ、光磁気ディスク等である。
【０１８５】
あるいは、また、上記アプリケーションプログラム等は、ネットワーク接続部５７により接続しているネットワークを介して、他の装置内に記憶されているものをダウンロードするものであってもよい。あるいは、更に、インターネットを介して、外部の他の装置内に記憶されているものをダウンロードするものであってもよい。
【０１８６】
また、本発明は、上記本発明の各種処理をコンピュータ上で実現するプログラムを記録した可搬型記憶媒体として構成できるだけでなく、当該プログラム自体として構成することもできる。
【符号の説明】
【０１８７】
１  サーバ室
１ａ  コンピュータ装置（サーバ装置）
２  エアハンドリングユニット
２ａ  熱交換器
３  冷凍機システム
３ａ  水冷方式冷凍機
３ｂ  冷却塔
３ｂ−１  散布水ポンプ
３ｃ  冷水ポンプ
４  雪冷房システム
４ａ  雪冷房機
４ｂ  雪冷房１次側ポンプ
４ｃ  熱交換機
４ｄ  雪冷房２次側ポンプ
５  冷却塔（クーリングタワー）システム
５ａ  密閉式冷却塔
５ａ−１  散布水ポンプ
５ｂ  冷却水ポンプ
６ａ  共有戻りポンプ
６ｂ  共有送りポンプ
７  配管
８  ヘッダ
９  外気冷房システム
９ａ  給気ファン
９ｂ  排気ファン
９ｃ  加湿器
１０  パソコン（ＰＣ）
１１  定式化機能部
１２  予測機能部
１３  パラメータ選択機能部
１４  最適化機能部
１５  下位コントローラ通信機能部
１６  管理機能部
１７ａ  機器設定画面
１７ｂ  設定画面
１７ｃ  表示画面
３０  下位コントローラ
５０  コンピュータ
５１  ＣＰＵ
５２  メモリ
５３  入力部
５４  出力部
５５  記憶部
５６  記録媒体駆動部
５７  ネットワーク接続部
５８  バス
５９  可搬型記録媒体
５９ａ  ＦＤ（フレキシブル・ディスク）
５９ｂ  ＣＤ−ＲＯＭ
【図３】
0005691655.tif 000005
【図４】
0005691655.tif 000006
【図６】
0005691655.tif 000007
【図１】
0005691655.tif 000008
【図２】
0005691655.tif 000009
【図５】
0005691655.tif 000010